DSpace Repository

A comparative simulation of glycerol steam reforming with foam and conventional pellet catalysts in packed bed reactor

Show simple item record

dc.contributor.advisor Suttichai Assabumrungrat
dc.contributor.advisor Amata Anantpinijwatna
dc.contributor.author Chattharika Phitchayakorn
dc.contributor.other Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
dc.date.accessioned 2021-09-22T23:36:41Z
dc.date.available 2021-09-22T23:36:41Z
dc.date.issued 2020
dc.identifier.uri http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77207
dc.description Thesis (M.Eng.)--Chulalongkorn University, 2020
dc.description.abstract This research aimed to study the effect of different catalyst structures to the hydrogen production process with glycerol steam reforming in packed bed reactors via the COMSOL Multiphysics program. 2D pseudo-homogeneous steady-state model of a 6-inch diameter adiabatic reactor has been developed to describe a transport phenomenon inside the packed bed reactors with two different catalyst structures of conventional 1-inch pellet catalyst and 10-30PPI foam catalyst. The simulated results show that the novel foam catalyst improved the process performance in terms of pressure drop and hydrogen yield comparing to the conventional 1-inch pellet catalyst. The reactor packed with the conventional 1-inch pellet catalyst provided the maximum hydrogen yield of 55% at 15 m reactor length, while the novel foam catalyst provided the maximum hydrogen yield of 60% at only one-third of reactor length and reduced 95% of pressure drop. However, the novel foam catalyst exhibited a 15% temperature dropping from its initial temperature, while the conventional pellet catalyst dropped only 8%. The greater temperature dropping of the novel foam catalyst affected the chemical equilibrium by shifting the main reaction to the side reaction and producing more by-products. From the simulation results, the open-cell structure of the novel foam catalyst increases the passage flow of fluid thereby, the diffusion limit of the conventional catalyst has been diminished. The novel foam catalyst can be further used in the packed bed reactor to improve the process performance of the glycerol steam reforming process.
dc.description.abstractalternative งานวิจัยเรื่องนี้จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาการผลกระทบของโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกันในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งสำหรับกระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งของกลีเซอรอลโดยใช้โปรแกรม COMSOL Multiphysics แบบจำลองเนื้อเดียวเทียมสองมิติที่สภาวะคงที่ของเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 นิ้วได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้อธิบายปรากฏการณ์การถ่ายโอนภายในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาสองชนิดที่แตกต่างกันได้แก่ (เม็ดดั้งเดิมขนาด 1 นิ้ว และ โฟมขนาด 10-30 PPI) จากผลการจำลองพบว่าเครื่องปฏิกรณ์ที่บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการทั้งด้านความดันลด และ ผลได้ไฮโดรเจน เมื่อเทียบกับเครื่องปฏิกรณ์ที่บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิม โดยที่เครื่องปฏิกรณ์ที่บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิมให้ผลได้ไฮโดรเจนสูงสุดที่ 55% โดยใช้ความยาวของเครื่องปฏิกรณ์ 15 เมตรในขณะที่เครื่องปฏิกรณ์ที่บรรจุตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมให้ผลได้ไฮโดรเจนสูงสุดที่ 60% โดยใช้ความยาวของเครื่องปฏิกรณ์เพียงแค่ 1 ใน 3 ของความยาวที่ใช้ในตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิม และสามารถลดความดันลดได้ถึง 95% แต่อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมได้แสดงการลดลงของอุณหภูมิถึง 15% จากอุณหภูมิเริ่มต้น ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิมแสดงการลดลงของอุณหภูมิเพียง 8% อุณหภูมิที่ลดลงอย่างมากของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมส่งผลต่อสมดุลเคมีโดยเปลี่ยนปฏิกิริยาหลักไปเป็นปฏิกิริยาข้างเคียงและผลิตผลิตภัณฑ์พลอยได้เพิ่มขึ้น ซึ่งจากผลการศึกษาพบว่าโครงสร้างเซลล์เปิดของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมจะช่วยเพิ่มช่องว่างภายในเครื่องปฏิกรณ์ทำให้ของไหลสามารถไหลได้สะดวก ซึ่งโครงสร้างดังกล่าวช่วยลดการจำกัดการแพร่ที่พบในกรณีของตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิมได้อีกด้วย ดังนั้นจากผลการศึกษาจึงพบว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมสามารถนำมาใช้แทนที่ตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเม็ดดั้งเดิมในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่งเพื่อช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากปฏิกิริยารีฟอร์มมิ่งของกลีเซอรอลได้
dc.language.iso en
dc.publisher Chulalongkorn University
dc.relation.uri http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2020.51
dc.rights Chulalongkorn University
dc.subject.classification Engineering
dc.title A comparative simulation of glycerol steam reforming with foam and conventional pellet catalysts in packed bed reactor
dc.title.alternative การจำลองปฏิกิริยารีฟอร์มมิงของกลีเซอรอลเชิงเปรียบเทียบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาแบบโฟมและเม็ดดั้งเดิมในเครื่องปฏิกรณ์แบบเบดนิ่ง
dc.type Thesis
dc.degree.name Master of Engineering
dc.degree.level Master's Degree
dc.degree.discipline Chemical Engineering
dc.degree.grantor Chulalongkorn University
dc.identifier.DOI 10.58837/CHULA.THE.2020.51


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record