Membrane assisted fluidized bed reactors: Potentials and hurdles

Deshmukh, Sark; Heinrich, Stefan; Mörl, Lothar; Annaland, van M Martin Sint; Kuipers, J.A.M.

doi:10.1016/j.ces.2006.08.062

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“…One option is to employ fluidized-beds to augment mass and heat transfer (Chen, 2002;Abba et al, 2003;Chen and Elnashaie, 2004;Boyd et al, 2005;Grace et al, 2005;Patil et al, 2005Patil et al, , 2006Patil et al, , 2007Rakib and Alhumaizi, 2005;Abashar et al, 2007;Deshmukh et al, 2007). Another is to introduce membrane separation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 98%

Simulation of autothermal reforming in a staged‐separation membrane reactor for pure hydrogen production

Lim

Boyd

et al. 2008

Can J Chem Eng

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Steam methane reforming with oxygen input is simulated in staged-separation membrane reactors. The configuration retains the advantage of regular membrane reactors for achieving super-equilibrium conversion, but reaction and membrane separation are carried out in two separate units. Equilibrium is assumed in the models given the excess of catalyst. The optimal pure hydrogen yield is obtained with 55% of the total membrane area allocated to the first of two modules. The performance of the process with pure oxygen input is only marginally better than with air. Oxygen must be added in split mode to reach autothermal operation for both reformer modules, and the oxygen input to each module depends on the process conditions. The effects of temperature, steam-to-carbon ratio and pressure of the reformer and the area of the membrane modules are investigated for various conditions. Compared with a traditional reformer with an ex situ membrane purifier downstream, the staged reactor is capable of much better pure hydrogen yield for the same autothermal reforming operating conditions. Le reformage du méthaneà la vapeur avec apport d'oxygène est simulé dans des réacteursà membranes de séparationétagés. Cette configuration conserve l'avantage des réacteursà membranes réguliers pour la conversion en sur-équilibre, mais la réaction et la séparation par membranes sont réalisées dans deux unités séparées. L'équilibre est supposé dans les modèles selon l'excès en catalyseur. Le rendement optimal en hydrogène pur est obtenu avec 55% de la surface totale des membranes affectée au premier des deux modules. La performance du procédé avec apport d'oxygène pur n'est que marginalement meilleure par rapportà l'air. De l'oxygène peutêtre ajouté en mode fractionné pour atteindre un fonctionnement autothermique pour les deux modules reformeurs, et l'apport d'oxygène de chaque module dépend des conditions de procédé. Les effets de la température, du rapport vapeur-carbone et de la pression du reformeur et de la surface des modules membranaires sontétudiés pour diverses conditions. Comparativement au reformeur traditionnel avec, en aval, un purificateurà membranes ex-situ, le réacteurétagé peut donner un bien meilleur rendement en hydrogène pur pour les mêmes conditions opératoires de reformage autothermique.

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Section: Introductionmentioning

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Simulation of autothermal reforming in a staged‐separation membrane reactor for pure hydrogen production

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et al. 2008

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“…Experimental studies in a commercial FBMR unit were reported by Chen et al (2007). A review of FBMR developments was provided by Deshmukh et al (2007).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%