آزاده میروکیلی

SMR قلب واحد تولید گاز سنتز است و دو فرایند همزمان در آن رخ میدهد، یکی فرایند واکنش ریفرمینگ بخار متان در لوله و دیگری فرایند احتراق در کوره است، که این دو فرایند به وسیله ی تبادل حرارت از طریق دیواره های راکتورهای ریفرمر با هم در ارتباط هستند. در سمت کوره، احتراق سوخت در مشعلهای بالایی رخ میدهد و گازهای حاصل از احتراق در کوره جریان می یابد و از تونل انتهای ریفرمر خارج میگردد. در داخل لوله های ریفرمر، واکنش های کاتالیزوری اتفاق می افتد و متان در حضور بخار به اکسیدهای کربن و هیدروژن تبدیل می شود. در 50 سال گذشته، کار گسترده ای در زمینه توسعه مدل های اولیه ریفرمر انجام شده است. روش مدل سازی ریاضی ریفرمر کامل اولین بار در دهه 1960 پیشنهاد و توسعه یافت (1). افزایش درک هر دو پدیده فیزیکی و شیمیایی درون ریفرمر، منجر به توسعه مدل های جامع تر ریاضی شد که به دقیق تر شدن مکانیسم های تشعشعات، مدل های احتراق، الگوهای توزیع دود، سینتیک واکنش های SMR و مدل های راکتور بستر فشرده منجر شد (2). با این حال، حل این مدل های کامل ریفرمر به دلیل افزایش پیچیدگی معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی بنیادی توصیف کننده پدیده های فیزیکوشیمیایی، از نظر محاسباتی پرهزینه است. علاوه بر این، ریفرمرهای بزرگ با هندسه پیچیده شرایط مرزی مختلفی را ایجاد می کند که مدل سازی ریاضی را بسیار دشوار می کند (2). از طرف دیگر ، با افزایش چشمگیر قدرت محاسبات ، مدل سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) قادر به ادغام مدل های فیزیکی و شیمیایی با نمایش دقیق جزئیات هندسه ریفرمر است و بنابراین بستر ریفرمر برای مدلسازی و طراحی به طور فزاینده ای مهم است. وقتی با مدل سازی اولیه مقایسه کنیم، CFD یک تکنیک مدل سازی با قابلیت تجسم قدرتمند جهت بررسی مشخصه های مختلف هندسی و شرایط مرزی است. علاوه بر این، مدل سازی CFD باعث انعطاف پذیری در متعادل کردن پارامترهای طراحی بدون هزینه ی تغییر سخت افزار می شود که بطور قابل توجهی به صرفه جویی در اقتصاد و زمان کمک می کند (3). فناوری CFD در انجام شبیه سازی کوره های صنعتی و راکتورهای لوله ای SMR موفق بوده است. اکنون با بهره گیری از سیستمهای پرقدرت محاسباتی و مدلهای با دقت بالا در نرم افزار انسیس فلوئنت لوله های کاتالیستی ریفرمر زاگرس شبیه سازی میگردد و سپس با مدل کوره که قبلا شبیه سازی شده است کوپل میگ