Moving bed reactor with downdraft for hydrolysis in thermochemicalhydrogen production
Notice bibliographique
Résumé
Abstract: This study presents numerical modelling of the hydrolysis stage of the copper-chlorine (Cu-Cl) thermochemical cycle using a downdraft moving bed reactor (MBR) modelled as reactors in series. The hydrolysis reaction is challenging from a reactor design perspective, due to the reaction complexity of the hydrolysis of CuCl2 and high excess steam requirement. Preliminary work using an equilibrium approach to simulate reaction progression and phase behavior indicated potential improvement in CuCl2 conversion and reduction in the Steam to Copper Ratio (SCR) could be achieved through a MBR with multiple steam injection points. The MBR was modelled via a reactor in series scheme. The configuration predicted high conversion of the solid CuCl2 as the solids proceed through reactors in series with fresh steam injections to shift equilibrium. In this work the initial model is improved by replacing equilibrium models with the reaction rate(s), using the shrinking core model (SCM), to further inform reactor design and process conditions. In the first part of the study, the SCM model for a single reactor was first verified using published work. In the second part, a reactor series, based on the validated model, was developed to represent the downdraft MBR configuration. The relationship between SCR and CuCl2 conversion was used to assess the MBR design. The results of these models are represented through conversion of CuCl2 with respect to the reactor residence time and reactor length. Variable flow rates, steam to copper ratios and reactor dimensions are investigated to identify their impact on the hydrolysis reaction process. The reactor in series model demonstrated comparable CuCl2 conversion for multi-injection MBR with the same overall steam consumption as a single injection reactor. Additional comparison to experimental work in fixed bed demonstrated similar solid conversion through the downdraft multi-injection MBR model.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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