Modelowanie numeryczne procesu syntezy metanolu. Cz. 2, Symulacja CFD procesu w trójfazowym reaktorze zawiesinowym

• Autorzy: Wodołażski A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2015.12.35

Warianty tytułu

EN

Numerical modelling of methanol synthesis. Part 2, CFD simulation in a in a three-phase slurry reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sporządzono trójwymiarowy model numeryczny CFD (computational fluid dynamics) syntezy metanolu w trójfazowym reaktorze zawiesinowym. Przeprowadzono badania nad hydrodynamiką zawiesiny katalizatora CuO/ZnO w oleju parafinowym. Określono stopień zatrzymania gazu syntezowego, profile stężenia oraz pola prędkości zawiesiny w reaktorze. Zastosowano model bilansu populacji dla przepływających pęcherzy gazu syntezowego. Wyznaczono rozkłady wielkości pęcherzy gazowych w oparciu o wartość średnicy Sautera. Przeprowadzono obliczenia numeryczne syntezy metanolu z wykorzystaniem modelu kinetycznego Šetinca i Leveca z odbiorem ciepła reakcji przez chłodnicę reaktora.

EN

Three-dimensional computational fluid dynamics numerical model was used for modeling the MeOH synthesis in a 3-phase slurry reactor on CuO/ZnO catalyst slurry in paraffin oil. The syngas hydrodynamics and hold-up, conc. profile and velocity field of slurry in the reactor were detd. For balancing the syngas bubble flow, the population balance model was used. Gas bubble size distribution was based on Sauter diam. value. Numerical calcns. for modelling the MeOH synthesis were performed by using Šetinc-Levec kinetic model with heat removal option through a cooler.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie numeryczne; synteza metanolu; metanol; trójfazowy reaktor zawiesinowy; symulacja CFD

EN

numerical modelling; methanol synthesis; methanol; three-phase slurry; reactor; CFD simulation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 94, nr 12
• Strony: 2256--2262
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wodołażski A.

• Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Plac Gwarków 1, 40-166 Katowice

Bibliografia

• 1. A. Wodołażski, Przem. Chem. 2015, 94, nr 12, 2153.
• 2. P.A. Ramachandran, R.V. Chaudhari, Three-phase catalytic reactors, Gordon and Breach, New York 1983.
• 3. S. Degaleesan, M.P. Dudukovic, B.A. Toseland, B.L. Bhatt, Ind. Eng. Chem. Res. 1997, 36, 4670.
• 4. Y. Pan, M.P. Dudukovic, M. Chang, Amer. Inst. Chem. Engrs. 2000, 46, nr 3, 434.
• 5. Y. Wu, D. Gidaspow, Chem. Eng. Sci. 2000, 55, 573.
• 6. W.D. Deckwer, A. Schumpe, Chem. Eng. Sci. 1993, 48, 889.
• 7. R. Pape, D. Gidaspow, Amer. Inst. Chem. Engrs. 1998, 44, 294.
• 8. D. Mitra-Majumdar, B. Farouk, Y.T. Shah, Chem. Eng. Sci. 1997, 52, nr 24, 4485.
• 9. M. Šetinc, J. Levec, Chem. Eng. Sci. 2001, 56, 6081.
• 10. Air Products and Chemicals Inc., Liquid phase methanol La Porte process development unit. Modification, operation, and support studies, Draft Report to DOE for Contract No. DE-AC22-90PC89865, 1991.
• 11. G.H. Graaf, E.J. Stamhuis, A.A.C.M. Beenackers, Chem. Eng. Sci. 1988, 43, nr 12, 3185.
• 12. V.W. Wedel, S. Ledakowicz, W.D. Deckwer, Chem. Eng. Sci. 1998, 43, 2169.
• 13. S. Ledakowicz, M. Stelmachowski, A. Chacuk, Chem. Eng. Sci. 1992, 31, 213.
• 14. M. Šetinc, J. Levec, Chem. Eng. Sci. 1999, 54, 3577.
• 15. G.H. Graaf, A.A.C.M. Beenackers, Chem. Eng. Sci. 1996, 35, 413.
• 16. Y. Wu, D. Gidaspow, Chem. Eng. Sci. 2000, 55, 573.
• 17. D. Matonis, D. Gidaspow, M. Bahary, Amer. Inst. Chem. Engrs. 2002, 48, nr 7, 1413.
• 18. I.K. Gamwo, J.S. Halow, D. Gidaspow, R. Mostofi, Chem. Eng. J. 2003, 93, 103.
• 19. H. Bakhtiary-Davijanya, F. Hayera, X. Kim Phana, Chem. Eng. J. 2011, 167, 496.
• 20. A. Wodołażski, P. Mocek, I. Gil, E. Jędrysik, Przem. Chem. 2013, 92, nr 3, 374.
• 21. A. Wodołażski, Przem. Chem. 2015, 94, nr 1, 93.
• 22. M.R. Bhole, J.B. Joshi, D. Ramkrishna, Chem. Eng. Sci. 2008, 63, nr 8, 2267.
• 23. D.L. Marchisio, R.D. Vigil, R.O. Fox, J. Coll. Interface Sci. 2003, 258, 322.
• 24. A. Wodołażski, Maintenance Reliability 2014, 16, nr 4, 533.
• 25. S. Lo, AEA Technology. AEAT-1096, CFX International, UK 1998.
• 26. D.L. Marchisio, R.D. Vigil, R.O. Fox, J. Coll. Interface Sci. 2003, 322, 258.
• 27. F. Rong, L.M. Daniele, F. Rodney, Powder Technol. 2004, 139, 7.
• 28. D.L. Marchisio, R. Fox, Inter. Cent. Mech. Sci. 2007, 492, 44.
• 29. D.J. Gunn, Int. J. Heat Mass Trans. 1978, 21, 467.
• 30. L. Hanken, Optimization of methanol reactor, praca magisterska, The Norwegian University of Science and Technology, Oslo 1995.
• 31. M. Ishii, N. Zuber, Amer. Inst. Chem. Eng. J. 1979, 25, nr 5, 843.

Uwagi

PL

Praca wykonana w ramach pracy statutowej „Badania nad efektywnym przetwarzaniem gazu syntezowego ze zgazowania węgla do syntezy metanolu” finansowanej przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.