بررسی تاثیر دبی جریان و دما سیال ورودی بر راکتور تولید آمونیاک با استفاده از شبیه سازی CFD

در این پژوهش اثر سرعت ورودی و دمای خوراک بر عملکرد راکتور سنتز آمونیاک با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شد. نتایج نشان داد که در سرعت های پایین، نرخ واکنش در ابتدای بستر افزایش چشمگیری دارد اما به دلیل مصرف سریع واکنش دهنده ها در ادامه مسیر کاهش می یابد. در مقابل، در سرعت های بالاتر، توزیع واکنش در طول بستر یکنواخت تر بوده و استفاده بهینه تری از حجم کاتالیست صورت می گیرد. بررسی توزیع دما نشان داد که سرعت های پایین منجر به افزایش سریع دما و تشکیل نقاط داغ می شوند، در حالی که در سرعت های بالاتر، گرما تدریجی تر توزیع شده و شرایط پایدارتر فراهم می شود. همچنین پروفیل تبدیل نیتروژن نشان داد که در سرعت های پایین تعادل زودتر حاصل می شود اما در سرعت های بالاتر، افزایش تبدیل به صورت یکنواخت تر در طول بستر ادامه دارد. به طور کلی یافته ها حاکی از آن است که انتخاب سرعت ورودی بهینه می تواند موجب بهبود راندمان فرآیند و افزایش پایداری عملیاتی در راکتورهای سنتز آمونیاک شود.

کلیدواژه ها:

سنتز آمونیاک ، دینامیک سیالات محاسباتی ، راکتور بستر ثابت ، واکنش هابر بوش