Optimization of Yield and Conversion Rates in Methane Dry Reforming Using Artificial Neural Networks and the Multiobjective Genetic Algorithm

人工神经网络 遗传算法 计算流体力学 多目标优化 体积流量 甲烷 产量(工程) 航程(航空) 计算机科学 流量(数学) 工艺工程 算法 生物系统 数学 数学优化 工程类 材料科学 机器学习 化学 热力学 航空航天工程 物理 几何学 生物 冶金 有机化学
作者
Fahad N. Alotaibi,Abdallah S. Berrouk,Muhammad Saeed
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:62 (42): 17084-17099 被引量:30
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.3c01813
摘要

This research aimed to enhance the dry reforming of methane by integrating computational fluid dynamics (CFD), artificial neural network (ANN), and multiobjective genetic algorithm (MOGA) techniques. Through a comprehensive analysis of reactor setups using computational fluid dynamics, reliable data were generated. Machine learning models based on the ANN were then trained with this data to establish connections between the yield, the conversion rates, the flow rates, the carbon content, and the input parameters. The trained ANN models were subsequently employed as an objective function for the MOGA, enabling the identification of optimized input parameter values that maximize the conversion rates, yields, and flow rates and minimize the carbon content. The optimization results from the MOGA revealed that in the low flow rate regime, the optimal input parameters for the reactor performance fell within a Ug range of 0.08–1.0 m/s with corresponding h/H values of 0.37 and 0.48. In the high flow rate regime, the Pareto front analysis unveiled that the optimal Ug values ranged from 1.5 to 1.6 m/s accompanied by corresponding h/H values ranging from 0.5 to 0.8. Furthermore, the study identified temperature values between 814 and 817 m/s as the optimal range for achieving a balanced compromise between the coke content and the conversion rates/yields. Overall, this research provides valuable insights into optimizing the dry reforming process, highlighting the effectiveness of the ANN models, the significance of specialized methods for optimization, and the relationship between the input parameters and the performance indicators. These findings contribute to the development of more efficient and productive reactors for the dry reforming of methane.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zhuxiaonian完成签到,获得积分10
1秒前
王金金应助白云苍狗采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
田様应助Joff_W采纳,获得10
1秒前
缓慢咖啡完成签到,获得积分10
2秒前
敏感远望完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
z7486完成签到,获得积分10
4秒前
手术刀完成签到 ,获得积分10
4秒前
记上没文献了完成签到 ,获得积分10
4秒前
领导范儿应助lulu采纳,获得10
4秒前
薛十七完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
ZH完成签到 ,获得积分10
6秒前
Oil发布了新的文献求助10
6秒前
zjw发布了新的文献求助10
7秒前
Time完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6应助Index采纳,获得10
7秒前
姜露萍完成签到,获得积分10
9秒前
专注的丹珍完成签到 ,获得积分10
9秒前
引子发布了新的文献求助30
9秒前
fanzi完成签到 ,获得积分10
10秒前
端庄向雁完成签到 ,获得积分10
10秒前
戈多完成签到,获得积分10
10秒前
baqiuzunzhe发布了新的文献求助10
11秒前
yumeng完成签到,获得积分10
12秒前
12完成签到 ,获得积分10
12秒前
Hwe完成签到 ,获得积分10
12秒前
姜露萍发布了新的文献求助10
12秒前
orixero应助胡萝卜采纳,获得10
13秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
13秒前
蓑衣客完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
昭昭昭昭完成签到,获得积分10
14秒前
靓丽的战斗机完成签到,获得积分10
14秒前
舒心的怜翠完成签到 ,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5671969
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4923952
关于积分的说明 15138084
捐赠科研通 4830895
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2587439
邀请新用户注册赠送积分活动 1541118
关于科研通互助平台的介绍 1499466