Towards a thermal optimization of a methane/steam reforming reactor
PBN-AR
Instytucja
Wydział Energetyki i Paliw (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie)
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
EN
Czasopismo
Flow, Turbulence and Combustion
ISSN
1386-6184
EISSN
1573-1987
Wydawca
Springer
Rok publikacji
2016
Numer zeszytu
1
Strony od-do
171--189
Numer tomu
97
Link do pełnego tekstu
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
1.35
Autorzy
Pozostali autorzy
+ 2
Słowa kluczowe
EN
process control
solid oxide fuel cells
methane/steam reforming
plug-flow reactors
Open access
Tryb otwartego dostępu
Otwarte czasopismo
Wersja tekstu w otwartym dostępie
Wersja opublikowana
Licencja otwartego dostępu
Creative Commons — Uznanie autorstwa
Czas opublikowania w otwartym dostępie
Razem z publikacją
Data udostępnienia w sposób otwarty
Streszczenia
Język
EN
Treść
Plug-flow reactors are very common in methane/steam reforming applications. Their operation presents many challenges, such as a strong dependence on temperature and inlet composition distribution. The strong endothermic steam reforming reaction might result in a temperature drop at the inlet of the reactor. The strong non-uniform temperature distribution due to an endothermic chemical reaction can have tremendous consequences on the operation of the reactor, such as catalyst degradation, undesired side reactions and thermal stresses. One of the possibilities to avoid such unfavorable conditions and control thermal circumstances inside the reforming reactor is to use it as a fuel processor in the solid oxide fuel cell (SOFC) system. The heat generated by exothermic electrochemical SOFC reactions can support the endothermic reforming reaction. Furthermore, the thermal effects of electrochemical reactions help to shape the uniform temperature distribution. To examine thermal management issues, a detailed modeling and corresponding numerical analyses of the phenomena occurring inside the internal reforming system is required. This paper presents experimental and numerical studies on the methane/steam reforming process inside a plug-flow reactor. Measurements including different thermal boundary conditions, the fuel flow rate and the steam-to-methane ratios were performed. The reforming rate equation derived from experimental data was used in the numerical model to predict gas composition and temperature distribution along the steam reforming reactor. Finally, an attempt was made to control the temperature distribution by adopting locally controlled heating zones and non-uniform catalyst density distributions.
Cechy publikacji
original article
peer-reviewed
Inne
System-identifier
idp:099472
CrossrefMetadata from Crossref logo
Cytowania
Liczba prac cytujących tę pracę
Brak danych
Referencje
Liczba prac cytowanych przez tę pracę
Brak danych