Project

Efficiënt CO2-gebruik: CFD-DEM modellering van super-dry reforming reactoren met behulp van gedetailleerde kinetiek

Looptijd
01-10-2021 → Lopend
Financiering
Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek - Vlaanderen (FWO)
Mandaathouder
Onderzoeksdisciplines
  • Engineering and technology
    • Reacting systems
    • Chemical kinetics and thermodynamics
    • Modelling, simulation and optimisation
    • (Multiphase) flow
    • Heat and mass transfer
Trefwoorden
computational fluid dynamics multischaalmodellering chemische kringprocessen
 
Projectomschrijving

Intensivering van bestaande gas-vast processen zoals katalytisch kraken en reforming, en de ontwikkeling van nieuwe technologieën voor koolstofafvang en -hergebruik (CCU) zal uitermate belangrijk zijn voor de chemische industrie om CO2-neutraal te worden in de komende decennia. Fundamentele multischaalmodellering is hierbij cruciaal om bestaande reactorconfiguraties te optimaliseren, nieuwe reactorconcepten te ontwikkelen en uiteindelijk ook voor opschaling van deze processen. Gedetailleerde microkinetische modellen moeten gebruikt worden, in combinatie met 3D numerieke stromingsleer met korrelschaalresolutie (CFD-DEM) om het stromingsveld en transportfenomenen te voorspellen. Deze projectaanvraag is opgedeeld in 3 werkpakketten: ontwikkeling van de CFD-DEM methodiek met gedetailleerde chemie, validatie a.d.h.v. vergelijking met experimentele data, en gebruik van het gevalideerde model met het oog op procesintensivering en geavanceerd reactorontwerp. De toepassing die hierbij bestudeerd zal worden is super-dry reforming (SDR) van methaan, recentelijk gepatenteerd door LCT, waarbij CO2 omzetting geïntensiveerd wordt m.b.v. een chemisch kringproces. CFD-DEM laat toe om de twee voornaamste types reactoren die momenteel beschouwd worden voor SDR, i.e., gepakt bed en wervelbedreactor, nauwkeurig te ontwerpen en vergelijken. Met de nieuwe CFD-DEM methode, kunnen de bedrijfscondities voor SDR verder geoptimaliseerd worden, een revolutionaire stap voorwaarts op het gebied van CCU.