Analiza procesu reformingu metanu parą wodną przy pomocy uogólnionej metody najmniejszych kwadratów

Matematyczny model zjawiska fizycznego obarczony jest niepewnością, wynikającą z niedokładności pomiarów eksperymentalnych, wartości przyjętych parametrów oraz założonych uproszczeń modelowych. Artykuł przedstawia eksperymentalną oraz numeryczną analizę procesu parowego reforming metanu za pomocą Uogólnionej Metody Najmniejszych Kwadratów (GLS). Opublikowane dotychczas równania kinetyki procesu reformingu różnią się znacznie między sobą oraz nie zawierają analizy niepewności przedstawionych rezultatów. Algorytm GLS pozwala na wyznaczenia najbardziej prawdopodobnych wartości empirycznych parametrów definiujących szybkość reakcji reformingu oraz umożliwia obiektywną weryfikację przygotowanego modelu matematycznego. Analiza numeryczna została przeprowadzona w oparciu o badania eksperymentalne z wykorzystaniem 0.3 g próbki katalizatora Ni/YSZ 60:40%v. Pokazano, że metoda GLS zapewnia poprawę dokładności zmiennych mierzonych oraz pozwala na wyznaczenie najbardziej prawdopodobnych wartości niewiadomych oraz niepewności charakteryzujących otrzymane wyniki.

Pełny tekst (pdf)

1. Achenbach E., Riensche E.: Methane/steam reforming kinetics for solid oxide fuel cells, J. Power Sources, 52 (1994) 283-288.
2. Brus G., Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J.S.: An Analysis of Biogas Reforming Process on Ni/YSZ and Ni/SDC Catalysts, Int. J. Thermodyn., 15 (2012) 43-51.
3. Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J.S.: Numerical analysis on dynamic behavior of solid oxide fuel cell with power output control scheme, J. Power Sources, 223 (2013) 232-245.
4. Mogensen D., Grunwaldt J.-D., Hendriksen P.V., Dam-Johansen K., Nielsen J.U.: Internal steam reforming in solid oxide fuel cells: Status and opportunities of kinetic studies and their impact on modelling, J. Power Sources. 196 (2011) 25-38.
5. Odegard R., Johnsen E., Karoliussen H.: Methane reforming on Ni/Zirconia SOFC anodes, Solid Oxide Fuel Cells IV, The Electrochemical Society, Pennington, New York 1995, pp. 810-819.
6. Sciazko A., Komatsu Y., Brus G., Kimijima S.,. Szmyd J.S.: A novel approach to the experimental study on methane/steam reforming kinetics using the Orthogonal Least Squares method, J. Power Sources, 262 (2014) 245–254.
7. Szargut J.: Rachunek wyrównawczy w technice cieplnej, PAN, Komisja Ener-getyki, Wrocław 1984.