Catalytic reactor regenration

Catalytic Bed Regeneration

충진 반응기내의 촉매를 재생하는 방법으로 superheated steam을 충진층내로 통과시켜 재생하는 방법이 있다. 반응기 내부에 충진되어 있는 촉매층이 모두 재생되기 위해서는 반응기 내부의 촉매의 온도가 모두 700 °C로 온도가 상승되어야 하며 얼마의 시간동안 유지가 되어야 한다. 재생이 되기전 process stream의 온도는 600 °C이다. 이 시스템을 모사하기 위해서는 먼저 수학적 모델을 세워야 하며, 아래와 같이 재생 매채(가스)와 촉매의 열전달과 재생매체가 촉매층을 통과하는 과정을 모델링해야 하며, 아래의 식과 같이 표현할 수 있다(축방향 일차원 모델 가정). 가스층의 convection term에 의해 반응기축을 따라 온도(에너지)의 전파와 촉매층으로의 열전달에 의한 term이 반응이 한 지점의 gas phase온도 변화에 영향을 미치게 된다. 물질이 포함된 component balance가 없기 때문에 에너지 balance만으로 세워진 식이며, 비교적 간단한  편미분 방정식으로 표현되어 있다.

 Computer simulation을 통해 계산하여 얻어낸 반응기의 축방향으로 여러 지점에서 촉매층의 온도 변화를 시간에 따라 나타내면 아래 그림과 같다. 순차적으로 온도의 상승을 보이고 있으며, 시간을 보면 매우 오랜시간 재생매체를 흘려 보내도 말단부위의 온도는 빨리 올라가지 않는다는 것을 알 수 있다.

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