축열식 촉매 산화(RCO) 반응의 성능 최적화를 위한 전산 해석

Abstract

본 논문에서는 RCO 반응기의 최적 조업 조건을 도출하고자 현재 조업 중인 RTO 반응기 촉매층의 압력분포, 유속분포, 유선장, 체류시간, 온도분포 등에 대하여 분석하였고 최적의 조업 조건을 도출하기 위한 전산유체해석을 수행하였다. 전산 해석 결과, 현재 조업중인 반응기 촉매층의 축열재로 인한 압력손실은 크지 않은 것으로 나타났으며, 세라믹 필터 이후 유속은 1.8~2.7 m/s로 특별한 편류없이 비교적 안정적 유속분포를 보이고 있었다. 기류분포를 좀 더 개선하려고 한다면 설비 내부에 플래넘과 촉매층 접속 구간 연장 등의 방법을 고려할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 기류 안내판이나 다공판 부착 등의 방법은 큰 효과는 없을 것으로 나타났다. The computational fluid dynamics was analyzed for the pressure distribution, stream velocity distribution, stream line field, retention time and temperature distribution which are applied to the catalyst layer in the RCO reactor to derive the optimum operating condition of the heat condensing type catalytic oxidation (RCO) reactor. The results from the computational analysis revealed that the pressure loss due to the ceramic honeycomb in the catalytic bed of the reactor which is operating currently is not significant and the stream velocity (1.8~2.7 m/s) after the ceramic filter is working in stability without big channeling. To improve the stream velocity distribution of the air stream, it is necessary to extension of the connecting range between the plenum and catalytic bed inside the facility. However, the method of attaching the air stream guide vane or the perforated plate inside the reactor was not so effective.