aspen hysys simulation of reformer and heat recovery system

This research develops a simulation model for new design of reformer and heat recovery system (hrs) in the direct reduced of khuzestan steel company in iran. the endothermic reforming reactions in the reformer tubes, the natural gas, and fuel gas combustion in the burners were considered. a part of the combustion energy in the reformer box is absorbed by the reformer tubes while the rest of the energy enters the hrs at 1100 °c. the outlet fuel gas from hrs enters the stack at 325 °c. equations of energy, mass, and momentum were together solved in the aspen hysys software. the profiles of temperature, pressure, and components percentage are obtained in the reform and fuel gas. according to the results, an improved hrs can increase the reformer efficiency and reduce the temperature of the exhaust gas of the stack, as well as the refractory improvement. hrs reduced its energy loss from the body by half in spite of a two-fold increase in its heat transfer surface. the fuel gas temperature rose from 48 to 200 °c by raising tube bundle at the end of the hrs. the exhaust gas temperature from the stack also showed a decline from 311.5 to 261.3 °c. the flow rate of natural gas can be increased by 20% due to increased energy input to the reformer combustion chamber, enhancing the production of reduced gas by 7%. this increase in the amount of reducing gas can increase the tonnage production from the average 103 ton/hr to 110 ton/hr. however, the amount of stack flue gas carbon dioxide decreased by 7.29%.

شبیه‌سازی ریفورمر و سیستم بازیابی حرارت با استفاده از نرم‌افزار aspen hysys

در این پژوهش، یک مدل شبیه‌سازی برای طراحی جدید ریفورمر و سیستم بازیابی حرارت (hrs) در واحد احیای مستقیم شرکت فولاد خوزستان در ایران توسعه داده شده است. واکنش‌های گرماگیر ریفرمینگ در لوله‌های ریفورمر، و همچنین احتراق گاز طبیعی و گاز سوخت در مشعل‌ها در نظر گرفته شده‌اند. بخشی از انرژی حاصل از احتراق در محفظهٔ ریفورمر توسط لوله‌های ریفورمر جذب می‌شود و باقی‌ماندهٔ آن با دمای 1100 درجه سانتی‌گراد وارد سیستم بازیابی حرارت می‌گردد. گاز سوخت خروجی از hrs با دمای 325 درجه سانتی‌گراد وارد دودکش می‌شود. معادلات انرژی، جرم و مومنتوم به‌صورت هم‌زمان در نرم‌افزار aspen hysys حل شده‌اند. پروفیل‌های دما، فشار و درصد اجزای مختلف در گاز ریفورم و گاز سوخت به‌دست آمده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که بهبود طراحی hrs می‌تواند بازدهی ریفورمر را افزایش داده و دمای گازهای خروجی از دودکش را کاهش دهد، همچنین عملکرد مواد نسوز را بهبود بخشد. hrs در حالی که سطح انتقال حرارت خود را دو برابر کرده است، میزان اتلاف انرژی از بدنه را به نصف رسانده است. با افزودن مجموعه لوله‌ها در انتهای hrs، دمای گاز سوخت از 48 به 200 درجه سانتی‌گراد افزایش یافته است. همچنین دمای گازهای خروجی از دودکش از 311٫5 به 261٫3 درجه سانتی‌گراد کاهش یافته است. با افزایش انرژی ورودی به محفظه احتراق ریفورمر، می‌توان نرخ جریان گاز طبیعی را تا 20٪ افزایش داد که این امر موجب افزایش 7 درصدی تولید گاز احیاکننده می‌شود. این افزایش در میزان گاز احیاکننده می‌تواند تولید تن گندله احیاشده را از میانگین 103 تن در ساعت به 110 تن در ساعت برساند. با این حال، میزان دی‌اکسیدکربن گاز دودکش نیز به میزان 7٫29٪ کاهش یافته است.