CFD analysis of a solar powered bayonet-tube reformer processing biogas

The introduction of spider baffles and the effectiveness of the turbulence generated in terms of convective heat exchange in a bayonet-tube reforming reactor, connected to a solar tower, fed with biogas for syngas production, was studied in this thesis work. CFD simulations using ANSYS Fluent were carried out in order to evaluate the increase in convective heat transfer considering three different reactor geometries, with variable baffle size and smooth tube. The importance of convective versus radiative heat transfer and the effect of introducing baffles on reactant conversion and the quality of the syngas produced were analysed.

L'introduzione di spider baffles e l'efficacia della turbolenza generata in termini di scambio termico convettivo in un reattore di reforming con configurazione a baionetta, collegato a una torre solare, alimentato a biogas per produzione di syngas, è stata studiata nel presente lavoro di tesi. Simulazioni CFD usando ANSYS Fluent sono state svolte con lo scopo di valutare l'incremento dello scambio termico convettivo considerando tre differenti geometrie del reattore, con dimensione variabile dei baffles e a tubo liscio. L'importanza dello scambio termico convettivo rispetto allo scambio termico radiativo e l'effetto dell'introduzione dei baffles sulla conversione dei reagenti e la qualità del syngas prodotto è stata analizzata.