A comparative sensitivity-driven modeling of electrified and conventional SMR reactors

Il processo di SMR tradizionale a fiamma viene messo a confronto con un design preliminare di reattore elettrificato con riscaldamento per effetto Joule. Viene implementato per entrambi i casi un modello matematico 1-D a stato stazionario. Il caso a fiamma viene validato su un caso studio, mentre si effettua un design preliminare per il corrispettivo processo elettrificato per ottenere la stessa produttività di idrogeno del caso studio, dimostrando come quest'ultimo risulti essere più compatto in termini di volume e più efficiente nel trasferimento diretto di calore rispetto al caso a fiamma. L'analisi di sensitività parametrica, applicata ad entrambi i processi, rivela che gli stessi criteri di sensitività generalmente applicati a processi esotermici portino alla conclusione che non esista una zona di instabilità parametrica nei processi endotermici analizzati. Viene inoltre generato, per entrambi i casi, il corrispettivo diagramma di stabilità, che dimostra la presenza di una zona di transizione da una regione di cold-spot ad una regione di hot-spot. La differenza osservata dimostra come il processo elettrificato sia operativamente più a ridosso della suddetta zona di transizione, indicando una maggiore capacità di riscaldamento che può, più facilmente del processo a fiamma, portare a temperature elevate dei materiali costruttivi.