Approximate characteristics of a moving temperature front in an fixed-bed catalytic reactor. The case of vanishing thermal front propagation velocity

• Autorzy: Burghardt A. , Berezowski M.

Warianty tytułu

PL

Przybliżona charakterystyka frontu termicznego propagującego w reaktorze katalitycznym o stałym złożu. Zjawisko zerowej prędkości propagacji frontu termicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Opracowano metodę wyznaczania zestawu parametrów modelu reaktora, który jednoznacznie określa zbiór stanów w adiabatycznym reaktorze rurowym ze złożem stałym, charakteryzujących się zerową prędkością propagacji frontu termicznego. Zerowa wartość prędkości propagacji frontu stanowi definicję stanu stacjonarnego w reaktorze pod względem dynamiki procesu. Dlatego znajomość określonego powyżej zestawu parametrów modelu jest niezmiernie ważna dla uogólnionej charakterystyki procesu propagacji frontu termicznego w reaktorze. Stwierdzono, iż usytuowanie profilów temperatury i stopnia przemiany w reaktorze jest jednoznacznie określone przez wartość jednego z obranych parametrów (np. temperatury wlotowej mieszaniny do reaktora czy prędkości przepływu w reaktorze). Zmiana tego parametru powoduje przemieszczanie się frontu reakcji do innego usytuowania stanu stacjonarnego w reaktorze lub zgaśnięcia reaktora. Przeprowadzona równocześnie analiza bifurkacyjna badanych systemów wykazała, iż w obszarze wielokrotności możliwe są tylko trzy stany stacjonarne - dwa stabilne i jeden niestabilny. W związku z tym wszystkie stany stacjonarne o wysokim stopniu przemiany (y - 1) i zerowej prędkości propagacji niezależnie od usytuowania w reaktorze reprezentują pod względem analizy bifurkacyjnej stany stacjonarne usytuowane na górnej stabilnej gałęzi diagramu bifurkacyjnego i nie ma potrzeby różnicowania ich charakteru. Zaproponowano przybliżoną metodę wyznaczania zakresu temperatur na wlocie do reaktora, w którym wystąpią zbiory stanów stacjonarnych o zerowej prędkości propagacji frontu reakcji w reaktorze.

Słowa kluczowe

PL

front termiczny; inżynieria chemiczna; propagacja frontu; reaktor katalityczny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2001
• Tom: T. 22, z. 1
• Strony: 3--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Burghardt A.

• Polish Academy of Science, Institute of Chemical Engineering, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Berezowski M.

• Polish Academy of Science, Institute of Chemical Engineering, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] BORESKOV G.K., KISIELEV O.V., Matros Yu.Sh., Dokl. Akad. Nauk. SSSR, 1997, 248,406.
• [2] BURGHARDT A., BEREZOWSKI M., JACOBSEN ELLING W., Chem. Eng. Proa, 1999, 38, 34.
• [3] BAHTIA S.K., Chem. Eng. Sci., 1991,46, 361.
• [4] YOUNG B., HILDEBRANDT D., GLASSER D., Chem. Eng. Sci., 1992,47, 1825.
• [5] NIEKEN U., Kouos G., EIGENBERGER G., AIChE J., 1995, 41, 1915.
• [6] THULLIE J., BURGHARDT A., Chem. Eng. Sci., 1995, 50, 2229.
• [7] HAYNES T.N., GEORGAKIS Ch., CAROM H.S, Chem. Eng. Sci., 1995, 50, 401.
• [8] BURGHARDT A., BEREZOWSKI M, JACOBSEN ELLING W., \nt. Chem. Proa, 1999,20,523.
• [9] PADBERG G., WICKE W., Chem. Eng. Sci., 1967, 22, 1035.
• [10] FIEGUTH P., WICKE E., Chem. Ing. Techn., 1971,43, 604.
• [11] VORTMAYERD., JAHNELW., Chem. Eng. Sci., 1972, 27,1485.
• [12] BEREZOWSKI M., Chem. Eng Sci., 2000 (w druku).
• [13] DOEDEL E.J., CHAMPNEYS A.R., FAIRGRIEVE T.F., KUZNETSOV Y.A., SANDSTEDE B., WANG X., Continuation and bifurcation software for ordinary differential equations, Technical Report, Com-putational Mathematics Laboratory, Concordia University, AUTO 97, 1997.