[학위논문]촉매 특성에 따른 수증기 개질 반응기(Steam Methane Reformer)에서의 열전달 현상 규명 Identification of Heat Transfer Phenomena in Steam Methane Reformer by Catalyst Characteristics원문보기
본 연구는 원통형의 수증기 개질 반응기에서 촉매의 특성이 열전달에 미치는 영향을 알아보는 것이다. gPROMS를 활용하여 반응기의 모델을 구성하고 해석하였다. 모델의 결과로 계산된 반응 유체의 온도 분포와 무차원 수 그리고 열전달 계수의 비교를 통해 촉매 형상과 직경, 열전도도, 밀도가 열전달에 미치는 영향을 확인하였다. 열전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 유효 열전도도였다. 관형 반응기의 외벽에서 관 중심으로 전달되는 수직 방향의 열전달이 전체 내부 온도에 지배적 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 동일한 기체 공간 속도를 갖는다고 하더라도 형상과 ...
본 연구는 원통형의 수증기 개질 반응기에서 촉매의 특성이 열전달에 미치는 영향을 알아보는 것이다. gPROMS를 활용하여 반응기의 모델을 구성하고 해석하였다. 모델의 결과로 계산된 반응 유체의 온도 분포와 무차원 수 그리고 열전달 계수의 비교를 통해 촉매 형상과 직경, 열전도도, 밀도가 열전달에 미치는 영향을 확인하였다. 열전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 유효 열전도도였다. 관형 반응기의 외벽에서 관 중심으로 전달되는 수직 방향의 열전달이 전체 내부 온도에 지배적 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 동일한 기체 공간 속도를 갖는다고 하더라도 형상과 공극률에 따라 반응 유체의 체류시간이 달라질 수 있다. 형상을 바꿔가며 진행한 사례 연구에서는 공극률이 크고 체류시간이 긴 고리형 촉매는 유효 열전도도는 낮지만 온도 분포가 더 높게 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
본 연구는 원통형의 수증기 개질 반응기에서 촉매의 특성이 열전달에 미치는 영향을 알아보는 것이다. gPROMS를 활용하여 반응기의 모델을 구성하고 해석하였다. 모델의 결과로 계산된 반응 유체의 온도 분포와 무차원 수 그리고 열전달 계수의 비교를 통해 촉매 형상과 직경, 열전도도, 밀도가 열전달에 미치는 영향을 확인하였다. 열전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 유효 열전도도였다. 관형 반응기의 외벽에서 관 중심으로 전달되는 수직 방향의 열전달이 전체 내부 온도에 지배적 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 동일한 기체 공간 속도를 갖는다고 하더라도 형상과 공극률에 따라 반응 유체의 체류시간이 달라질 수 있다. 형상을 바꿔가며 진행한 사례 연구에서는 공극률이 크고 체류시간이 긴 고리형 촉매는 유효 열전도도는 낮지만 온도 분포가 더 높게 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
This study investigates the effect of catalyst characteristics on the heat transfer in a cylindrical steam reforming reactor. The model of the reactor was constructed and analyzed using gPROMS. The effect of catalyst shape, diameter, thermal conductivity, and density on the heat transfer was investi...
This study investigates the effect of catalyst characteristics on the heat transfer in a cylindrical steam reforming reactor. The model of the reactor was constructed and analyzed using gPROMS. The effect of catalyst shape, diameter, thermal conductivity, and density on the heat transfer was investigated by comparing the temperature distribution, the non - dimensional number and the heat transfer coefficient of the reaction fluid calculated as a result of the model. The most influential factor for heat transfer was the effective thermal conductivity. It was confirmed that the vertical heat transfer from the outer wall of the tubular reactor to the tube center had a dominant influence on the total internal temperature. Also, even if the same gas hourly space velocity is used, the residence time of the reaction fluid may vary depending on the shape and porosity. In the case study of changing shape, it was confirmed that the cylinder catalyst having a large porosity and a long residence time has a low effective thermal conductivity but a higher temperature distribution.
This study investigates the effect of catalyst characteristics on the heat transfer in a cylindrical steam reforming reactor. The model of the reactor was constructed and analyzed using gPROMS. The effect of catalyst shape, diameter, thermal conductivity, and density on the heat transfer was investigated by comparing the temperature distribution, the non - dimensional number and the heat transfer coefficient of the reaction fluid calculated as a result of the model. The most influential factor for heat transfer was the effective thermal conductivity. It was confirmed that the vertical heat transfer from the outer wall of the tubular reactor to the tube center had a dominant influence on the total internal temperature. Also, even if the same gas hourly space velocity is used, the residence time of the reaction fluid may vary depending on the shape and porosity. In the case study of changing shape, it was confirmed that the cylinder catalyst having a large porosity and a long residence time has a low effective thermal conductivity but a higher temperature distribution.
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