A detailed thermodynamic analysis of CO2 hydrogenation to produce methane at low pressure

甲烷化 放热反应 甲烷 热力学 吉布斯自由能 化学 大气温度范围 动能 材料科学 有机化学 量子力学 物理
作者
Tuğba Yarbaş,Nezihe Ayas
出处
期刊:International Journal of Hydrogen Energy [Elsevier BV]
卷期号:49: 1134-1144 被引量:29
标识
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.06.223
摘要

Evaluation of CO2, which is harmful to the environment, as an alternative energy source in CH4 production was investigated from a thermodynamic point of view. The methanation of CO2 is exothermic, however it does not occur at low temperatures due to the kinetic barrier. Thermodynamic modeling studies were carried out to determine the appropriate parameters in the reaction using the Gaseq software according to the Gibbs free energy minimization approach. For this purpose, the effects of H2/CO2 molar feed ratio (2, 3, 4 and 5), temperature (100–1100 °C) and pressure (1, 3, 5 and 10 atm) on CO2 conversion (XCO2) and CH4 selectivity (SCH4) were investigated. As a result, 99.87% XCO2 and 99.99% SCH4 were reached using the molar ratio of H2/CO2 = 4 at 1 at m and 100 °C. The CO2 methanation modeling study at low pressure range was studied in detail and low operating pressure proved to be appropriate.
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