Theoretical and experimental analysis of methane steam reforming in a membrane reactor

Authors

  • Giuseppe S. Madia,

    1. Department of Chemical Engineering and Materials, University of Calabria, Via P. Bucci, 87030 Rende (CS), Italy
    Search for more papers by this author
  • Giuseppe Barbieri,

    Corresponding author
    1. CNR–IRMERC, Via P. Bucci, c/o Department of Chemical Engineering and Materials, University of Calabria, 87030 Rende (CS), Italy
    • CNR–IRMERC, Via P. Bucci, c/o Department of Chemical Engineering and Materials, University of Calabria, 87030 Rende (CS), Italy
    Search for more papers by this author
  • Enrico Drioli

    1. Department of Chemical Engineering and Materials, University of Calabria, Via P. Bucci, 87030 Rende (CS), Italy
    2. CNR–IRMERC, Via P. Bucci, c/o Department of Chemical Engineering and Materials, University of Calabria, 87030 Rende (CS), Italy
    Search for more papers by this author

Abstract

Thermal effects on methane steam reforming process were analyzed, in a Pd-Ag (23wt%) membrane reactor as a function of several parameters, such as temperature, reactant and sweep-gas flow rate, and reactant molar ratio. Heat transfer from the oven was very important for the outlet methane conversion, which also depends on the temperature profile along the reactor. In particular, when the reactant flow rate was high the conversion degree decreased because the energy supplied was not sufficient to maintain the temperature in the reactor. A non-isothermal mathematical model was presented which reproduced the experimental data.

Abstract

On a analysé les effets thermiques sur la vapeur de méthane, dans un réacteur à membrane Pd-Ag (23wt%) en fonction de plusieurs paramètres, tels la température, le débit du réactif et du gaz de balayage et le taux molaire du réactif. Le transfert de matière venant du four joue un grand rôle dans la conversion du méthane à la sortie, qui dépend également du profil de température dans le réacteur. En particulier, lorsque le débit du réactif est élevé, le degré de conversion diminue parce que l'énergie apportée n'est pas suffisante pour maintenir la température dans le réacteur. Un modèle mathématique non isotherme est présenté pour reproduire les données expérimentales.

Ancillary