KR102132581B1 - Method of estimating internal temperature of reformer - Google Patents
Method of estimating internal temperature of reformer Download PDFInfo
- Publication number
- KR102132581B1 KR102132581B1 KR1020180026437A KR20180026437A KR102132581B1 KR 102132581 B1 KR102132581 B1 KR 102132581B1 KR 1020180026437 A KR1020180026437 A KR 1020180026437A KR 20180026437 A KR20180026437 A KR 20180026437A KR 102132581 B1 KR102132581 B1 KR 102132581B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- temperature
- reaction
- reformer
- equilibrium
- estimating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Algebra (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
본 발명은 SMR 반응시 평형상수를 활용하여 개질기 내부의 온도를 예측하는 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 개질기 내부 온도 추정 방법은 (a) SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)를 산출하는 단계; 및 (b) 상기 평형상수 K1 및 K2에 해당하는 반응관의 온도를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.The present invention discloses a method for predicting the temperature inside a reformer by utilizing an equilibrium constant during SMR reaction. Estimating the temperature inside the reformer process according to the invention comprises the steps of calculating (a) the equilibrium constant (K 1) and equilibrium constant (K 2) of the WGS reaction in the SMR reaction; And (b) estimating the temperature of the reaction tube corresponding to the equilibrium constants K 1 and K 2 .
Description
본 발명은 개질기의 반응관 내부 온도를 추정하는 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 반응 시 평형상수를 통해 개질기의 반응관 내부 온도를 추정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for estimating the temperature inside the reaction tube of the reformer, and more particularly, to a method for estimating the temperature inside the reaction tube of the reformer through an equilibrium constant during the reaction.
수증기 촉매 개질 공정(steam methane reforming: SMR)은 일반적으로 고온(700℃ 이상)에서 천연가스, LPG, 납사 등과 같은 탄화수소 연료와 수증기를 혼합하여 개질 촉매 상에서 개질 가스를 제조하는 공정이다. 이 때 SMR이 이루어지는 반응은 크게 탄화수소의 일산화탄소로의 전환반응, 탄화수소의 이산화탄소로의 전환반응, 일산화탄소의 이산화탄소로의 전환반응 3가지로 구성되어 있다. 해당 반응들은 반응 속도나 평형으로의 도달에 있어 온도에 매우 민감한 영향을 받는다. 그러나 개질기 반응관 내부의 온도 측정의 경우, 개질기 구조 및 유동에 따라 온도 분포가 매우 다양하여, 실질적으로 개질기 반응관 내부에서 일어나는 반응이 설계한 온도에서 이루어지고 있는지에 대해 정확히 파악하기 어렵다.Steam methane reforming process (SMR) is a process of producing reformed gas on a reforming catalyst by mixing water vapor and hydrocarbon fuel such as natural gas, LPG, naphtha, etc. at a high temperature (over 700°C). At this time, the reaction in which the SMR is performed is mainly composed of three reactions: conversion of hydrocarbon to carbon monoxide, conversion of hydrocarbon to carbon dioxide, and conversion of carbon monoxide to carbon dioxide. These reactions are very sensitive to temperature in terms of reaction rate or reaching equilibrium. However, in the case of measuring the temperature inside the reformer reaction tube, the temperature distribution varies greatly depending on the structure and flow of the reformer, so it is difficult to accurately understand whether the reaction occurring inside the reformer reaction tube is performed at the designed temperature.
개질기의 효율을 개선하기 위해 설계 변경, 운영 조건 변경 등 변수에 따른 정확한 효율을 예측하기 위해서는, 반응관 내 반응 지점에서의 온도 추정이 필요하나, 앞서 설명한 요인으로 인해 반응 지점의 온도 측정이 어려워서, 전체적인 반응 효율의 산정 및 설계치에 맞는 개질기 제조가 이루어졌는지 확인하기 어려운 것이 현실이다.In order to improve the efficiency of the reformer, in order to predict the correct efficiency according to variables such as design changes and operating conditions, it is necessary to estimate the temperature at the reaction point in the reaction tube. The reality is that it is difficult to check the overall reaction efficiency and whether the reformer is manufactured according to the design values.
본 명세서는 개질기 반응관 내부의 효율적인 온도 추정 방법을 제공하고자 한다.This specification is intended to provide an efficient temperature estimation method inside the reformer reaction tube.
본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.This specification is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법은 (a) SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)를 산출하는 단계; 및 (b) 상기 평형상수 K1 및 K2에 해당하는 반응관의 온도를 추정하는 단계;를 포함할 수 있다.Reformer reaction pipe internal temperature estimation method according to the disclosure to address the above problems is a step of calculating (a), the equilibrium constant (K 1) and equilibrium constant (K 2) of the WGS reaction in the SMR reaction; And (b) estimating the temperature of the reaction tube corresponding to the equilibrium constants K 1 and K 2 .
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 평형상수 K1은 아래 수식에 의해 산출된다.According to one embodiment of the present specification, the equilibrium constant K 1 is calculated by the following equation.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 평형상수 K2은 아래 수식에 의해 산출된다.According to one embodiment of the present specification, the equilibrium constant K 2 is calculated by the following equation.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 평형상수 산출을 위한 각 가스 조성비는 개질기 후단에서 측정된다.According to one embodiment of the present specification, each gas composition ratio for calculating the equilibrium constant is measured at the rear end of the reformer.
본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 평형상수 K1 및 K2 산출을 위한 각 가스 조성비는 동일하다.According to one embodiment of the present specification, each gas composition ratio for calculating the equilibrium constants K 1 and K 2 is the same.
본 발명에 따른 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법은 (c) 추정 온도와 설정 온도를 비교하여 설정 온도를 조절하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for estimating the internal temperature of the reformer reaction tube according to the present invention may further include (c) comparing the estimated temperature with the set temperature to adjust the set temperature.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific matters of the present invention are included in the detailed description and drawings.
본 명세서의 일 측면에 따르면, 개질기 반응관에서 실제 일어나는 반응 온도를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 따라서 추정된 온도를 통해 실제 반응기의 온도와 비교하여 설정 온도를 조정할 수 있다.According to one aspect of the present specification, it is possible to more accurately estimate the reaction temperature actually occurring in the reformer reaction tube. Therefore, the set temperature can be adjusted by comparing with the actual reactor temperature through the estimated temperature.
본 명세서의 다른 측면에 따르면, 추정 온도와 설정 온도 비교를 통해 개질기의 성능 평가 및 개질기의 설계 사항 변경이 가능하다. 이를 통해 보다 효율적인 개질기 제조가 가능하다.According to another aspect of the present specification, it is possible to evaluate the performance of the reformer and change the design of the reformer through comparison of the estimated temperature and the set temperature. Through this, it is possible to manufacture a more efficient reformer.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명에 따른 개질기 내부 온도 추정 방법의 흐름을 간략하게 도시한 흐름도이다.
도 2는 SMR 반응과 WGS 반응의 온도-평형 상수 관계 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개질기 내부 온도 추정 방법의 흐름도이다.
도 4는 도 2의 부분 확대도이다.1 is a flowchart briefly showing a flow of a reformer internal temperature estimation method according to the present invention.
2 is a graph of the temperature-balance constant relationship between the SMR reaction and the WGS reaction.
3 is a flowchart of a method for estimating internal temperature of a reformer according to another embodiment of the present invention.
4 is a partially enlarged view of FIG. 2.
본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the invention disclosed in the present specification, and a method of achieving them will be apparent with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present specification is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present specification to be complete, and are common in the technical field to which the present specification belongs. It is provided to fully describe the scope of the present specification to a technical person (hereinafter'the person'), and the scope of rights of the present specification is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the scope of rights of the present specification. In the present specification, the singular form also includes the plural form unless otherwise specified in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components other than the components mentioned. Throughout the specification, the same reference numerals refer to the same components, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the components mentioned. Although "first", "second", etc. are used to describe various components, it goes without saying that these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another component. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art to which this specification belongs. In addition, terms that are defined in a commonly used dictionary are not ideally or excessively interpreted unless specifically defined. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 반응 조건과 반응 후 물질의 조성에 따라, 수증기 촉매 개질 공정(steam methane reforming: SMR) 반응의 평형상수(K1)와 수성가스전화반응(Water Gas Shift, WGS) 반응의 평형상수(K2)를 통해 개질기 반응관 내부의 온도를 추정하는 방법이다.In accordance with the reaction conditions and the composition of the material after the reaction, the equilibrium constant (K 1 ) of the steam methane reforming (SMR) reaction and the equilibrium constant of the water gas shift (WGS) reaction ( K 2 ) to estimate the temperature inside the reformer reaction tube.
도 1은 본 발명에 따른 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법의 흐름을 간략하게 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart briefly showing a flow of a method for estimating an internal temperature of a reformer reaction tube according to the present invention.
도 1을 참조하면, 먼저 단계 S10에서 (a) SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)를 산출한다.Referring to Figure 1, to calculate the equilibrium constant (K 1) and equilibrium constant (K 2) of the WGS reaction of (a) SMR reaction in the first step S10.
상기 SMR 반응 및 WGS 반응은 아래 반응식에 각각 해당한다.The SMR reaction and the WGS reaction correspond to the reaction schemes below.
따라서, 반응 후 개질기 후단에서 발생하는 합성가스(CH4, H2O, CO, CO2, H2)의 조성을 측정하여 SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)를 아래 수식 1 및 2와 같이 산출할 수 있다.Therefore, after the reaction, the composition of the synthesis gas (CH 4 , H 2 O, CO, CO 2 , H 2 ) generated at the rear end of the reformer was measured to measure the equilibrium constant (K 1 ) of the SMR reaction and the equilibrium constant (K 2 ) of the WGS reaction. Can be calculated as in
<수식 1><
<수식 2><
상기 평형상수 산출을 위한 각 변수는 합성 가스 조성비와 개질기 설정 압력의 곱으로 표현할 수 있다. 상기 내용에 대해서는 이후 실험예를 통해 자세히 설명될 것이다. 또한, 상기 평형상수 산출을 위한 각 가스 조성비는 개질기 후단에서 측정된다. 또한, 상기 평형상수 K1 및 K2 산출을 위한 각 가스 조성비는 동일한 것을 가정으로 한다.Each variable for calculating the equilibrium constant can be expressed as a product of the composition ratio of the synthesis gas and the set pressure of the reformer. The above will be described in detail through experimental examples. In addition, each gas composition ratio for calculating the equilibrium constant is measured at the rear end of the reformer. In addition, it is assumed that each gas composition ratio for calculating the equilibrium constants K 1 and K 2 is the same.
다음으로 단계 S20에서 (b) 상기 평형상수 K1 및 K2에 해당하는 반응 온도 추정한다.Next, in step S20 (b), the reaction temperature corresponding to the equilibrium constants K 1 and K 2 is estimated.
도 2는 SMR 반응과 WGS 반응의 온도-평형 상수 관계 그래프이다.2 is a graph of the temperature-balance constant relationship between the SMR reaction and the WGS reaction.
도 2를 참조하면, 평형상수 K값에 따른 개질기 내부 즉, 반응관의 온도를 예측할 수 있다.Referring to FIG. 2, it is possible to predict the temperature of the interior of the reformer according to the equilibrium constant K value, that is, the reaction tube.
본 발명에 따르면, 설정한 개질기 내부 온도와 예측한 온도의 차이를 비교함으로써, 반응이 모두 평형 상태에 도달하는 이상적인 형태로 진행될 수 있도록 모니터링하는 자료로 사용될 수 있다.According to the present invention, by comparing the difference between the set reformer internal temperature and the predicted temperature, it can be used as monitoring data so that the reaction can proceed in an ideal form to reach an equilibrium state.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of a method for estimating an internal temperature of a reformer reaction tube according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 도 1에 도시된 실시예와 달리 단계 S30이 추가된 것을 확인할 수 있다. 본 발명에 따르면, 단계 S30에서 (c) 추정 온도와 설정 온도를 비교하여 설정 온도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be confirmed that step S30 is added unlike the embodiment illustrated in FIG. 1. According to the present invention, in step S30, (c) comparing the estimated temperature and the set temperature may further include adjusting the set temperature.
<실험예><Experimental Example>
개질기의 운전 조건은 한국가스공사 가스연구원 인천 수소기지에 있는 실제 수소스테이션의 운전 조건을 참고하여 실험을 실시하였다. 압력은 8.5bar로 매 실험마다 동일하게 설정하였다. 온도는 700℃, 750℃, 800℃, 850℃, 900℃의 5가지 조건에서 실험하였다. 각각의 온도 조건에서 개질기 후단에서 발생하는 합성가스(CH4, H2O, CO, CO2, H2)의 조성을 측정하여 SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)의 값을 계산하였다.The operating conditions of the reformer were conducted with reference to the operating conditions of the actual hydrogen station at the Hydrogen Station of the Korea Gas Corporation Gas Research Institute. The pressure was set at 8.5 bar for each experiment. The temperature was tested under five conditions of 700 ℃, 750 ℃, 800 ℃, 850 ℃, 900 ℃. Synthesis occurring in the reformer rear end at each temperature gas equilibrium of (CH 4, H 2 O, CO,
아래 표 1은 850℃ 조건에서 합성가스 조성비 및 부분압력이다.Table 1 below shows the synthesis gas composition ratio and partial pressure at 850°C.
<표 1><Table 1>
그리고 상기 부분압력에 따른 평형상수(K1) 및 평형상수(K2)의 값을 계산하면 다음과 같다.And the values of the equilibrium constant (K 1 ) and the equilibrium constant (K 2 ) according to the partial pressure are as follows.
도 4는 도 2의 부분 확대도이다.4 is a partially enlarged view of FIG. 2.
도 4를 참조하여, 앞서 계산된 평형상수(K1) 및 평형상수(K2) 값에 따른 개질기 내부 온도를 예측하면, SMR 반응은 842℃, WGS 반응은 784 ℃로 추정된다.Referring to FIG. 4, when predicting the internal temperature of the reformer according to the previously calculated equilibrium constant (K 1 ) and equilibrium constant (K 2 ) values, the SMR reaction is estimated to be 842°C and the WGS reaction is 784°C.
이는 설계 온도인 850℃와 비교했을 때, 개질기 내에서 실제로 일어나는 반응 온도와 다소 차이가 있음을 확인할 수 있다. 즉, SMR 반응의 경우 설계치와 유사한 수준으로 반응이 일어나지만, 상대적으로 반응 속도가 느린 WGS 반응의 경우 완전히 일어나지 않음을 확인할 수 있다.It can be seen that this is somewhat different from the reaction temperature actually occurring in the reformer when compared to the design temperature of 850°C. That is, in the case of the SMR reaction, the reaction occurs at a level similar to the designed value, but in the case of the WGS reaction, which has a relatively slow reaction rate, it can be confirmed that it does not occur completely.
아래 표 2는 700℃, 750℃, 800℃, 850℃, 900℃ 5가지 온도 조건에서 산출된 평형상수 및 추정된 반응 온도이다.Table 2 below shows the equilibrium constants and estimated reaction temperatures calculated at five temperature conditions of 700℃, 750℃, 800℃, 850℃, and 900℃.
<표 2><Table 2>
위 결과를 분석하면, SMR 반응은 평형을 가정한 온도 값과 흡사하여 SMR 반응은 완전히 일어났다고 고려할 수 있다. 반면, WGS 반응은 실제 운전 온도와 상이한 값을 나타내어 완전 평형에 도달하지 않은 것으로 고려할 수 있다. 이를 통해 실험이 이루어진 인천 수소스테이션의 설계 사항에 변경을 가할 수 있는 기초자료가 될 수 있다.Analyzing the above results, it can be considered that the SMR reaction was completely performed, as the SMR reaction was similar to the temperature value assuming equilibrium. On the other hand, the WGS reaction shows a different value from the actual operating temperature, so it can be considered that the complete equilibrium has not been reached. Through this, it can be used as a basic data to make changes to the design details of the hydrogen station in Incheon.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The embodiments of the present specification have been described above with reference to the accompanying drawings, but a person skilled in the art to which the present specification pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (6)
(a) SMR 반응의 평형상수(K1) 및 WGS 반응의 평형상수(K2)를 산출하는 단계; 및
(b) 상기 평형상수 K1 및 K2에 해당하는 반응관의 온도를 추정하는 단계;를 포함하고,
상기 평형상수 K1은 아래 수식에 의해 산출되며,
상기 평형상수 K2은 아래 수식에 의해 산출되고,
(c) 추정 온도와 설정 온도를 비교하여 설정 온도를 조절하는 단계;를 더 포함하며,
상기 단계(b)에서 추정된 SMR 반응의 평형상수 K1에 해당하는 반응관의 온도는 평형을 가정한 온도 값과 흡사한 값을 나타내어 상기 SMR 반응이 완전히 일어나고, 상기 단계(b)에서 추정된 WGS 반응의 평형상수 K2에 해당하는 반응관의 온도는 실제 운전 온도와 상이한 값을 나타내어 완전 평형에 도달하지 않는 것을 특징으로 하는 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법.In the method for estimating the temperature inside the reformer reaction tube performed by the computer system,
comprising the steps of: (a) calculate the equilibrium constant (K 1) and equilibrium constant (K 2) of the WGS reaction in the SMR reaction; And
(b) estimating the temperature of the reaction tube corresponding to the equilibrium constants K 1 and K 2 ;
The equilibrium constant K 1 is calculated by the following formula,
The equilibrium constant K 2 is calculated by the following equation,
(C) comparing the estimated temperature and the set temperature to adjust the set temperature; further includes,
The temperature of the reaction tube corresponding to the equilibrium constant K 1 of the SMR reaction estimated in the step (b) shows a value similar to the temperature value assuming the equilibrium, so that the SMR reaction occurs completely, and estimated in the step (b). Method for estimating the internal temperature of the reformer reaction tube, characterized in that the temperature of the reaction tube corresponding to the equilibrium constant K 2 of the WGS reaction does not reach full equilibrium by showing a different value from the actual operating temperature.
상기 평형상수 K1 및 K2 산출을 위한 각 가스 조성비는 개질기 후단에서 측정된 것을 특징으로 하는 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법.The method according to claim 1,
Method for estimating the internal temperature of the reformer reaction tube, characterized in that each gas composition ratio for calculating the equilibrium constants K1 and K2 was measured at the rear end of the reformer.
상기 평형상수 K1 및 K2 산출을 위한 각 가스 조성비는 동일한 것을 특징으로 하는 개질기 반응관 내부 온도 추정 방법.The method according to claim 1,
Method for estimating the internal temperature of the reformer reaction tube, characterized in that each gas composition ratio for calculating the equilibrium constants K 1 and K 2 is the same.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180026437A KR102132581B1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of estimating internal temperature of reformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180026437A KR102132581B1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of estimating internal temperature of reformer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190105839A KR20190105839A (en) | 2019-09-18 |
| KR102132581B1 true KR102132581B1 (en) | 2020-08-05 |
Family
ID=68070618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180026437A KR102132581B1 (en) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | Method of estimating internal temperature of reformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102132581B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005049918A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Hitachi Ltd | Adjustment method and device for reactor temperature control system |
| JP2008518153A (en) | 2004-10-27 | 2008-05-29 | ルノー・エス・アー・エス | Method and apparatus for estimating temperature of exhaust gas flowing into an aftertreatment device disposed downstream of an exhaust gas treatment device |
| JP2011246708A (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | General Electric Co <Ge> | Sensing and control for plasma-assisted waste gasification |
| JP2012158663A (en) | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Japan Oil Gas & Metals National Corp | Temperature control system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101124256B1 (en) | 2010-01-04 | 2012-03-28 | 세종공업 주식회사 | Apparatus for testing the performance of heat exchanger for reformer |
-
2018
- 2018-03-06 KR KR1020180026437A patent/KR102132581B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005049918A (en) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Hitachi Ltd | Adjustment method and device for reactor temperature control system |
| JP2008518153A (en) | 2004-10-27 | 2008-05-29 | ルノー・エス・アー・エス | Method and apparatus for estimating temperature of exhaust gas flowing into an aftertreatment device disposed downstream of an exhaust gas treatment device |
| JP2011246708A (en) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | General Electric Co <Ge> | Sensing and control for plasma-assisted waste gasification |
| JP2012158663A (en) | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Japan Oil Gas & Metals National Corp | Temperature control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20190105839A (en) | 2019-09-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Challiwala et al. | A combined thermo-kinetic analysis of various methane reforming technologies: Comparison with dry reforming | |
| Pashchenko | Thermodynamic equilibrium analysis of steam methane reforming based on a conjugate solution of material balance and law action mass equations with the detailed energy balance | |
| Iyer et al. | Generalized thermodynamic analysis of methanol synthesis: Effect of feed composition | |
| Freitas et al. | Thermodynamic analysis of methane reforming with CO2, CO2+ H2O, CO2+ O2 and CO2+ air for hydrogen and synthesis gas production | |
| Khila et al. | A comparative study on energetic and exergetic assessment of hydrogen production from bioethanol via steam reforming, partial oxidation and auto-thermal reforming processes | |
| Murmura et al. | An equilibrium theory for catalytic steam reforming in membrane reactors | |
| JP6749748B2 (en) | System and method for controlling flow ratio | |
| Jeong et al. | Effectiveness factor correlations from simulations of washcoat nickel catalyst layers for small-scale steam methane reforming applications | |
| EP3018095B1 (en) | Steam-hydrocarbon reforming process | |
| Nam | Effectiveness factor correlations for spherical nickel catalyst pellets used in small-scale steam methane reformers | |
| Han et al. | Experimental and numerical study of detailed reaction mechanism optimization for syngas (H2+ CO) production by non-catalytic partial oxidation of methane in a flow reactor | |
| CA2982103A1 (en) | Monitoring the activity of reforming catalyst | |
| Van de Vijver et al. | Rule-based ab initio kinetic model for alkyl sulfide pyrolysis | |
| Tomiczek et al. | A numerical analysis of heat and mass transfer during the steam reforming process of ethane | |
| KR102132581B1 (en) | Method of estimating internal temperature of reformer | |
| Shinoki et al. | Hydrogen production using an ethanol-steam-reforming reactor with Cu/ZnO/Al2O3 and Ru/Al2O3 catalysts | |
| Soria et al. | Kinetic analysis of the Ru/SiO2-catalyzed low temperature methane steam reforming | |
| CN103619753A (en) | Method of operating a catalytic steam-hydrocarbon reformer | |
| Vourliotakis et al. | Detailed kinetic modelling of non-catalytic ethanol reforming for SOFC applications | |
| US10144639B2 (en) | Method for operating hydrogen generator, hydrogen generator, and fuel cell system | |
| Giwa et al. | Simulation, sensitivity analysis and optimization of hydrogen production by steam reforming of methane using Aspen Plus | |
| Silva et al. | Hydrogen production from methane steam reforming: parametric and gradient based optimization of a Pd-based membrane reactor | |
| Demirel et al. | Thermodynamic modeling of water-gas shift reaction in supercritical water | |
| US20160130142A1 (en) | Steam-Hydrocarbon Reforming Process | |
| Rakhi et al. | Insights into dry reforming of methane over nickel catalyst using a thermodynamic model |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |