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Keywords:

  • steam reforming;
  • direct reduction;
  • heat transfer;
  • two-dimensional model;
  • simulation

Abstract

A rigorous two-dimensional model is developed for simulating the operation of a less-investigated type steam reformer having a considerably lower operating Reynolds number, higher tube diameter, and non-availability of extra steam in the feed compared with conventional steam reformers. Simulation results show that reasonable predictions can only be achieved when certain correlations for wall to fluid heat transfer equations are applied. In all cases, strong radial temperature gradients inside the reformer tubes have been found. Furthermore, the results show how a certain catalyst loading profile will affect the operation of the reformer.

Un modèle bidimensionnel rigoureux est mis au point pour simuler le fonctionnement d'un reformeur à vapeur d'un type qui a été moins étudié, ayant un nombre de Reynolds de fonctionnement bas, un diamètre de tube élevé et une non disponibilité de vapeur excédentaire dans l'alimentation comparativement aux reformeurs de vapeur classiques. Les résultats de simulation montrent que des prédictions raisonnables peuvent être obtenues seulement lorsque certaines corrélations pour les équations de transfert de chaleur de la paroi vers le fluide sont appliquées. Dans tous les cas, de forts gradients de température radiaux dans les tubes de reformeur ont été trouvés. En outre, les résultats montrent comment un certain profil de chargement de catalyseur influe le fonctionnement du reformeur.