مدلسازي كوره يك واحد توليد گاز هيدروژن با استفاده از ديناميك سيالات محاسباتي

در این مقاله یك مدل دو بعدی دینامیك سیالات محاسباتی جهت مدلسازی فرآیندهای رفرمینگ و احتراق یك واحد صنعتی تولید هیدروژن بسط داده شد. از یك مش بندی بهینه در مدلسازی استفاده شد. توابعی برای مدلسازی سینتیك واكنش احتراق و واكنش های رفرمینگ با بخار نوشته شد. برای سرعت واكنش احتراق از پارامترهای سرعت واكنش اصلاح شده استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد كه واكنش های شیمیایی، انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی راكتور تولید هیدروژن می تواند بطور همزمان با استفاده از CFD پیش بینی شود. همچنین نتایج مدلسازی نشان داد كه به علت كاهش دمای ناگهانی در ابتدای راكتور، سرعت واكنش ها در قسمت زیادی از طول راكتور پایین است و افزایش دمای راكتور می تواند تاثیر قابل ملاحظه ای در درصد تبدیل داشته باشد.

A two-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) model was develpoed to model combustion and reforming processes in an industrial Hydrogen plant. An optimised grid was employed for messhing the geometry. User define functions were used for defining the reaction kinetics in the combustion and reforming sections. Modified reaction rate parameters were used for combustion of Methane. The results showed that chemical reactions, convection and rediation heat transfer in the Hydrogen plant can be simultaneously modeled using CFD method. In addition, it was observed that the reaction rates are very low in the major part of the reactor length due to violent temperatuere drop at the reator inlet. Therefore, increasing the reactor temparatue can significantly increase the conversion of reactions in the steam reforming reactor.