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Process analysis of biological Sabatier reaction for bio-methane production

机译：生物萨巴蒂尔反应生产生物甲烷的过程分析

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The biological conversion of H-2 and CO2 into CH4, using methanogenic archaea is an interesting technology for CO2 conversion, energy storage and biogas upgrading. For an industrial application of this process the optimization of volumetric productivity and product quality are an important issues. This work aims to investigate the effects of temperature, gassing rate, gassing ratio (H-2/CO2), reactor pressure on performance of Methanothermobacter marburgensis through anova analysis. The process is simulated and analyzed using the ChemCad 6.3 (R) and the Sabatier reaction is modeled with a stochiometric reactor. A bio-methane with 95% w/w in CH4 is obtained. The following responses are chosen: methane evolution rate (mmol/Lh), volumetric biomass production rate (C-mmol/Lh), produced bio-methane flow (kg/h), dilution rate (L/Lh). Experimental data are used for simulations in ChemCad 6.3 (R) and results are used to investigate the effect of factors and to have a mathematical model for methane evolution rate through response surface methodology. Among the responses of factorial design, gassing rate has a positive effect on bio-methane flow, while reactor pressure has a positive effect on methane evolution rate. The greater stability of the process is obtained when the temperature of reactor and gassing rate are at lower and higher level respectively. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.
机译：使用产甲烷古菌将H-2和CO2转化为CH4是将CO2转化，能量存储和沼气升级的有趣技术。对于该方法的工业应用而言，体积生产率和产品质量的优化是重要的问题。这项工作旨在通过方差分析研究温度，放气速率，放气率（H-2 / CO2），反应器压力对马尔堡甲烷杆菌的性能的影响。使用ChemCad 6.3（R）对过程进行仿真和分析，并使用化学计量反应器对Sabatier反应进行建模。获得在CH 4中具有95％w / w的生物甲烷。选择以下响应：甲烷释放速率（mmol / Lh），生物质体积产生速率（C-mmol / Lh），产生的生物甲烷流量（kg / h），稀释率（L / Lh）。实验数据用于ChemCad 6.3（R）中的模拟，结果用于调查因素的影响，并通过响应面方法建立甲烷释放速率的数学模型。在析因设计的响应中，放气速率对生物甲烷流量具有积极影响，而反应堆压力对甲烷生成速率具有积极影响。当反应器温度和放气速率分别处于较低和较高水平时，获得了更大的工艺稳定性。 （C）2016 Elsevier B.V.保留所有权利。

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