Simulación de Poro Resuelto de la Oxidación de CO en Rh/AlO en una Capa de Catalizador
Autores: Partopour, Behnam; Dixon, Anthony G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
Simulación de Poro Resuelto de la Oxidación de CO en Rh/AlO en una Capa de Catalizador
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Dinámica de fluidos computacional
Simulación de pellets a microescala
Oxidación de CO
Catalizador Rh/AlO
Malla de superficie
Modelos de ingeniería de reacciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
La dinámica de fluidos computacional (CFD) se acopla con la reacción y el transporte en una simulación de pellets a microescala para estudiar la oxidación de CO sobre el catalizador Rh/AlO. Los macro-poros se modelan explícitamente para estudiar la interacción de estos fenómenos en las fases sólida y fluida. Se reconstruye computacionalmente una capa de catalizador utilizando una distribución de partículas de alúmina y un modelo de fuerza simple. Las propiedades de la geometría construida se validan utilizando los datos existentes en la literatura. Se genera una malla de superficie y se modifica para la geometría utilizando el método de shrink-wrap, y la malla de superficie se utiliza para crear una malla volumétrica para la simulación CFD. Se estudian los perfiles de presión y velocidad locales y se muestra que se podrían observar cambios extremos en el perfil de velocidad. Además, los contornos de reacción y especies muestran cómo la rápida reacción en la superficie de la fase sólida limita el transporte de los reactantes desde el fluido hacia las estructuras sólidas meso- y micro-porosas y, por lo tanto, limita la eficiencia general de la estructura porosa. Finalmente, se discute la importancia de utilizar una estructura de poro bimodal en los métodos de difusión para modelos de ingeniería de reacciones.
Descripción
La dinámica de fluidos computacional (CFD) se acopla con la reacción y el transporte en una simulación de pellets a microescala para estudiar la oxidación de CO sobre el catalizador Rh/AlO. Los macro-poros se modelan explícitamente para estudiar la interacción de estos fenómenos en las fases sólida y fluida. Se reconstruye computacionalmente una capa de catalizador utilizando una distribución de partículas de alúmina y un modelo de fuerza simple. Las propiedades de la geometría construida se validan utilizando los datos existentes en la literatura. Se genera una malla de superficie y se modifica para la geometría utilizando el método de shrink-wrap, y la malla de superficie se utiliza para crear una malla volumétrica para la simulación CFD. Se estudian los perfiles de presión y velocidad locales y se muestra que se podrían observar cambios extremos en el perfil de velocidad. Además, los contornos de reacción y especies muestran cómo la rápida reacción en la superficie de la fase sólida limita el transporte de los reactantes desde el fluido hacia las estructuras sólidas meso- y micro-porosas y, por lo tanto, limita la eficiencia general de la estructura porosa. Finalmente, se discute la importancia de utilizar una estructura de poro bimodal en los métodos de difusión para modelos de ingeniería de reacciones.