SCOPUS
KCI등재
메탄올 개질 반응기의 수식모델을 통한 정상상태 및 동특성 모사 = Steady - state and Dynamic Simulation of the methanol - Steam Reformer Based on a Rigorous Two - dimensional Model
저자
송형근 (한국과학기술연구원 화공연구부) ; 장근수 (포항공과대학교 화학공학과/공정산업의 지능 자동화 연구센터) ; 최영순 (항공과대학교 화학공학과/공정산업의 지능 자동화 연구센터)
발행기관
학술지명
Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) (Korean Chemical Engineering Research)
권호사항
발행연도
1995
작성언어
Korean
KDC
570
등재정보
SCOPUS,KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
9-18(10쪽)
제공처
소장기관
수소의 제조원으로서 메탄올-수증기 개질 반응은 매우 중요한 공정이다. 본 연구에서는 능률적인 메탄올 개질 반응기 개발을 위하여 엄밀한 2차원 동적 수식 모델을 확립하고, 선수치 방법을 통하여 수치 모사함으로써 반응기의 정상 상태 및 동특성을 규명하였다. 2차원 편미분 방정식의 수치적 풀이에서 선결되어야 할 수치 안정성 및 정확성 확보에 있어, 반지름 및 축 방향의 공간 변수 각각에 대한 미분항의 대략화(approximation)방법을 확립하였다. 또한, 반응기의 설계 및 가동에 있어 주요 변수인 반응기 벽 온도, 공급 온도와 유량, 공급 반응물 농도 등에 대한 반응기 내부의 반응 전환율 및 온도 분포에 대하여 고찰하였다. 모사 결과 반응기 벽 온도와 공급 유량이 반응기 가동 및 수율을 결정하는 가장 중요한 요인으로 드러났다.
The methanol-steam reforming reaction has partly its significance in a way of hydrogen production. In this paper, a set of strictly rigorous two dimensional dynamic models for a non-isothermal methanolsteam reformer system was established and these equations were then solved using the numerical method of lines under a given experimental condition. The finite difference approximation method was separately applied to the radial and axial direction to satisfy the criteria of corresponding numerical stability and accuracy. Mainly studied were the steady-state profiles inside the reactor with the variations of the reactor wall temperature, the feed temperature, the feed flow rate and the methanol concentration in the feed. Also, the transient behaviors from the reactor start-up were investigated to identify the dynamic characteristics. The simulation results showed that the controling of the wall temperature and the feed rate accounted for the overall reaction yield.
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