Modelado y diseño complejo de reactores catalíticos utilizando un enfoque multiscale-Parte 1: Difusión en catalizador poroso
Autores: Menshutina, Natalia; Lebedev, Evgeniy; Kolnoochenko, Andrey; Tsygankov, Pavel; Lebedev, Igor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Modelado y diseño complejo de reactores catalíticos utilizando un enfoque multiscale-Parte 1: Difusión en catalizador poroso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Modelado
Reactores catalíticos
Enfoque multiscale
Autómatas celulares
Dinámica de Fluidos Computacional
Difusión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
El trabajo presentado está dedicado a la modelización de reactores catalíticos utilizando un enfoque multiescala, basado en la combinación de autómatas celulares y Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Este trabajo describe el primer paso en el desarrollo de un modelo complejo de reactores catalíticos y considera la difusión de componentes dentro de una estructura porosa de un catalizador de aluminosilicato. Se utilizaron varios autómatas celulares para generar estructuras porosas virtuales de catalizadores con áreas superficiales específicas iguales a 250, 500 y 700 m/g y para calcular el coeficiente de difusión efectivo para la transferencia de sustancias dentro de los catalizadores. El coeficiente de difusión efectivo obtenido se incluyó en el modelo CFD de un reactor a escala de laboratorio simulando la extracción de anilina del catalizador con metanol. Los resultados de los experimentos numéricos realizados utilizando el modelo CFD se compararon con los datos experimentales correspondientes. Se muestra que el enfoque propuesto es adecuado para describir fenómenos de transferencia de masa macroscópicos y microscópicos teniendo en cuenta la estructura del catalizador.
Descripción
El trabajo presentado está dedicado a la modelización de reactores catalíticos utilizando un enfoque multiescala, basado en la combinación de autómatas celulares y Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Este trabajo describe el primer paso en el desarrollo de un modelo complejo de reactores catalíticos y considera la difusión de componentes dentro de una estructura porosa de un catalizador de aluminosilicato. Se utilizaron varios autómatas celulares para generar estructuras porosas virtuales de catalizadores con áreas superficiales específicas iguales a 250, 500 y 700 m/g y para calcular el coeficiente de difusión efectivo para la transferencia de sustancias dentro de los catalizadores. El coeficiente de difusión efectivo obtenido se incluyó en el modelo CFD de un reactor a escala de laboratorio simulando la extracción de anilina del catalizador con metanol. Los resultados de los experimentos numéricos realizados utilizando el modelo CFD se compararon con los datos experimentales correspondientes. Se muestra que el enfoque propuesto es adecuado para describir fenómenos de transferencia de masa macroscópicos y microscópicos teniendo en cuenta la estructura del catalizador.