畫所研究之液體進料率為 5.303 g/min(6ml/min),表 4.6;當反應溫度為 350℃時,氫
氣 產 率 約 為 0.145 mole/min ; 而 第 二 年 度 所 研 究 之 液 體 進 料 率 為 1.193 g/min(N2=5LPM),表 4.5;遠低於先前研究,因此在氫氣產率上,由於進料率的差異,
相對地本實驗之氫氣產率較低。而在相同條件下(S/C=1.8,350℃),本實驗之氫氣產 率約為 0.03129 mole/min。若假設本實驗之液體進料率可達到 5.303 g/min,與先前研 究相同,此時依同比率之相對氫氣產率約為 0.139 mole/min;由此可知,若在相同設 定條件及相同液體進料率之下,本實驗之氫氣產率略低於先前之研究(0.139 mole/min
<0.145 mole/min)。
在先前的研究中,液體進料是採間接加熱蒸發方式進行,由於進料管路的配置、
同的 S/C 比之下,平均氫氣莫耳產率約在 0.01∼0.02 mole/min 之間,而當 S/C = 1.5 時,有較高之氫氣莫耳產率。
5-3 不同氮氣攜行量之重組性能表現
本實驗以氮氣作為攜行氣體將超音波霧化後之進料帶入反應器中。欲觀察不同氮 氣攜行量對甲醇重組器性能之表現,本實驗將氮氣攜行量分別設置在 3、5、8 LPM,
用以將霧化進料帶入反應器中。
5-3-1 不同氮氣攜行量之產出氣體濃度比較
為方便觀察不同氮氣攜行量對甲醇重組器性能之影響,由 5-2-1 節可知當 S/C = 1.8 時,有較高氫氣產出莫耳濃度。因此以 S/C = 1.8 來做不同氮氣攜行量對甲醇重組 器性能之影響。圖 5.17、5.18 顯示出當以 S/C = 1.8 為進料時,不同攜行量對氫氣、
一氧化碳及二氧化碳產出莫耳濃度與溫度之關係圖。由圖中觀察發現,氫氣產出莫耳 濃度會隨著溫度增加而些微降低,然而變化量並不明顯。當氮氣攜行量為 8 LPM 時,
有較高之氫氣莫耳濃度;其次為 5 LPM 及 3 LPM。而一氧化碳及二氧化碳濃度變化 量也都在一定範圍內,並無顯著變化趨勢。
5-3-2 不同氮氣攜行量之氫氣產率比較
圖 5.19 為在 S/C = 1.8 時,氫氣莫耳產率在不同氮氣攜行量下對溫度關係圖。由 圖中可知氫氣產率會隨著溫度的升高而增加,在氮氣攜行量為 8 LPM,溫度為 350 ℃ 時,有最高之氫氣產率:0.03186 mole/min。
由以上實驗討論中發現:氫氣產率會隨著氮氣攜行量的加大而增加。這是因為當 氮氣攜行量增加時,所能帶入的液體進料也隨之增加,因此較多的液體參與反應,相 對地,產率也跟著提昇。
5-4 甲醇轉化率的討論
為了方便比較甲醇轉化率的變化情形,依據前兩節所述,我們將分別觀察在 S/C
= 1.8,氮氣攜行量為 8 LPM 及溫度為 350 ℃時之甲醇轉化率分佈情形。
圖 5.20 為 S/C = 1.8 時,轉化率在不同氮氣攜行量下之溫度關係圖。甲醇轉化率 會隨著溫度升高而增加,而在氮氣攜行量為 8 LPM 時,轉化率有最高值。圖 5.21 為 甲醇轉化率在氮氣攜行量為 8 LPM 時,不同 S/C 比對溫度關係圖。由圖中可發現當 S/C = 1.8 時,甲醇轉化率在不同溫度狀態下,相較於其他 S/C 比,轉化率皆有較高值。
且在溫度為 350 ℃時,有最佳之轉化率。圖 5.22 為甲醇轉化率在溫度為 350 ℃時,
不同 S/C 比對氮氣攜行量關係圖。由圖中觀察,可印證上述之結果。因此,在 S/C = 1.8、氮氣攜行量為 8 LPM 及觸媒床溫度為 350 ℃時,轉化率 = 98.678 %,為反應最 高值。