Abstrakti
In this work, a modular millireactor (MMR) is designed and modeled using the computational fluid dynamics (CFD) tool OpenFOAM. First, the method is validated against a conventional packed bed reactor (PBR) model (1D) with Aspen Plus. Next, the method is applied to study the effects of pressure (2–6 MPa) and temperature (483–533 K) on the performance of the MMR. Conjugate heat transfer (CHT) CFD results for the MMR are compared against a corresponding PBR at isothermal conditions. For the MMR, the methanol yield is shown to vary between 9–23 % within the studied parameter range. Overall, the MMR outperforms the PBR at conditions studied in this work. The maximum difference in methanol yield between MMR and the PBR is noted to be a factor of 1.71 at 533 K and 5 MPa. Such a large discrepancy advocates the usage of 3D CHT/CFD.
| Alkuperäiskieli | Englanti |
|---|---|
| Artikkeli | 117765 |
| Sivut | 1-12 |
| Sivumäärä | 12 |
| Julkaisu | Chemical Engineering Science |
| Vuosikerta | 258 |
| DOI - pysyväislinkit | |
| Tila | Julkaistu - 31 elok. 2022 |
| OKM-julkaisutyyppi | A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä |
Rahoitus
The authors acknowledge the Academy of Finland for the support of this research through Grant Nos. 318024, 332835, 333069, and profiling funding 5 for Energy Storage with Grant No. 326346. 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. The authors wish to acknowledge CSC – IT Center for Science, Finland, for computational resources. We thank Pavel Maksimov for fruitful discussions during the preparation of the manuscript.
YK:n kestävän kehityksen tavoitteet
Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:
-
SDG 13 – Ilmastotoimet
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'A three-dimensional conjugate heat transfer model for methanol synthesis in a modular millireactor'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Projektit
- 4 Päättynyt
-
-: 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
-
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
-
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