Abstrakti
Synthetic fuels are needed to replace their fossil counterparts for clean transport. Presently, their production is still inefficient and costly. To enhance the process of methanol production from CO2 and H2 and reduce its cost, a particle-resolved numerical simulation tool is presented. A global surface reaction model based on the Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson kinetics is utilized. The approach is first validated against standard benchmark problems for non-reacting and reacting cases. Next, the method is applied to study the performance of methanol production in a 2D fixed-bed reactor under a range of parameters. It is found that methanol yield enhances with pressure, catalyst loading, reactant ratio, and packing density. The yield diminishes with temperature at adiabatic conditions, while it shows non-monotonic change for the studied isothermal cases. Overall, the staggered and the random catalyst configurations are found to outperform the in-line system.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Sivut | 15635-15648 |
| Sivumäärä | 14 |
| Julkaisu | International Journal of Hydrogen Energy |
| Vuosikerta | 46 |
| Numero | 29 |
| Varhainen verkossa julkaisun päivämäärä | 6 maalisk. 2021 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 26 huhtik. 2021 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge to the Academy of Finland for the support of this research through Grant Nos. 332835, 333069 and profiling funding 5 for Energy Storage with grant number 326346. This work was supported by the Aalto University under grant 97410923. Business Finland is acknowledged for the main financial support (grant 8797/31/2019) of the P2XEnable project (p2xenable.fi). The project partners are also thanked for their financial contributions. The authors are grateful for the use of the computer facilities within the Aalto University School of Science ?Science-IT? project. We thank Atmadeep Bhattacharya for fruitful discussions during writing the manuscript.
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:
-
SDG 13 – Ilmastotoimet
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'A numerical performance study of a fixed-bed reactor for methanol synthesis by CO2 hydrogenation'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 3 Päättynyt
-
Cool/Kaario: Reacting flow near cool walls
Kaario, O. (Vastuullinen johtaja), Tamadonfar, P. (Projektin jäsen), Cheng, Q. (Projektin jäsen), Yeganeh, M. (Projektin jäsen), Shahanaghi, A. (Projektin jäsen), Kapp, J. (Projektin jäsen), Shahin, Z. (Projektin jäsen), Tamadonfar, P. (Projektin jäsen), Kilic, C. (Projektin jäsen), Salomaa, V.-P. (Projektin jäsen) & Celik, H. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: RCF Academy Project
-
-: Reaktiivinen virtaus huokoisessa materiaalissa: mallitus ja kokeet atomikerroskasvatuksessa
Vuorinen, V. (Vastuullinen johtaja), Kannan, J. (Projektin jäsen), Karimkashi Arani, S. (Projektin jäsen), Rintanen, A. (Projektin jäsen), Tamadonfar, P. (Projektin jäsen) & Ersavas Isitman, G. (Projektin jäsen)
01/09/2020 → 31/08/2024
Projekti: Academy of Finland: Other research funding
-
P2XENABLE: P2XENABLE
Santasalo-Aarnio, A. (Vastuullinen johtaja), Korhonen, M. (Projektin jäsen), Izbassarov, D. (Projektin jäsen), Winiarski, P. (Projektin jäsen), Laitinen, M. (Projektin jäsen), Sayed Ahmed, H. (Projektin jäsen), Pekkinen, S. (Projektin jäsen), Ramesh, R. (Projektin jäsen), Vuorinen, V. (Projektin jäsen) & Nyari, J. (Projektin jäsen)
01/03/2020 → 31/07/2022
Projekti: BF Co-Innovation
Laitteet
Siteeraa tätä
- APA
- Author
- BIBTEX
- Harvard
- Standard
- RIS
- Vancouver