Estudio Numérico de la Reformación en Seco de Metano en Lechos Empacados y Fluidizados: Efectos de Parámetros Operativos Clave
Autores: Al-Otaibi, Fahad; Xiao, Hongliang; Berrouk, Abdallah S.; Polychronopoulou, Kyriaki
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Numérico de la Reformación en Seco de Metano en Lechos Empacados y Fluidizados: Efectos de Parámetros Operativos Clave
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Reformado de vapor
Metano
Reformado seco
Gases de efecto invernadero
Resultados de simulación
Coque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Reemplazar el reformado de metano (SRM) convencionalmente utilizado por un proceso que tenga una huella de carbono más pequeña, como el reformado seco de metano (DRM), ha demostrado mejorar en gran medida la utilización de gases de efecto invernadero (GEI) en la industria. En este estudio, modelamos numéricamente un proceso de DRM en lechos empacados y fluidizados a escala de laboratorio utilizando el enfoque Euleriano-Lagrangiano. Los resultados de la simulación coinciden bien con los datos experimentales disponibles. Basándonos en estos modelos validados, investigamos los efectos de la temperatura, la composición de entrada y el tiempo de contacto espacial en el DRM en lechos empacados. También se examinaron los impactos de los efectos secundarios en el proceso de DRM, particularmente el papel que juega la reacción de descomposición del metano en la formación de coque a altas temperaturas. Se encontró que la cantidad de coque alcanzó el equilibrio termodinámico después de 900 K. Además, se observó que la tasa de conversión en el lecho fluidizado era ligeramente mayor que en el lecho empacado bajo el régimen de fluidización inicial, y se observó menos coque en el lecho fluidizado. Los resultados de la simulación muestran que el enfoque CFD adoptado fue confiable para modelar fenómenos de flujo y reacción complejos a diferentes escalas y regímenes.
Descripción
Reemplazar el reformado de metano (SRM) convencionalmente utilizado por un proceso que tenga una huella de carbono más pequeña, como el reformado seco de metano (DRM), ha demostrado mejorar en gran medida la utilización de gases de efecto invernadero (GEI) en la industria. En este estudio, modelamos numéricamente un proceso de DRM en lechos empacados y fluidizados a escala de laboratorio utilizando el enfoque Euleriano-Lagrangiano. Los resultados de la simulación coinciden bien con los datos experimentales disponibles. Basándonos en estos modelos validados, investigamos los efectos de la temperatura, la composición de entrada y el tiempo de contacto espacial en el DRM en lechos empacados. También se examinaron los impactos de los efectos secundarios en el proceso de DRM, particularmente el papel que juega la reacción de descomposición del metano en la formación de coque a altas temperaturas. Se encontró que la cantidad de coque alcanzó el equilibrio termodinámico después de 900 K. Además, se observó que la tasa de conversión en el lecho fluidizado era ligeramente mayor que en el lecho empacado bajo el régimen de fluidización inicial, y se observó menos coque en el lecho fluidizado. Los resultados de la simulación muestran que el enfoque CFD adoptado fue confiable para modelar fenómenos de flujo y reacción complejos a diferentes escalas y regímenes.