Mathematical modelling of catalytic ignition of methane - air mixture.

• Autorzy: Abatorab A. , Teodorczyk A.

Warianty tytułu

PL

Matematyczne modelowanie spalania katalitycznego mieszaniny metan-powietrze.

• Konferencja: III Międzynarodowa Konferencja Catalysis and Adsorption in Fuel Processing and Environmental Protection. 15-18.09 1999, Kudowa Zdrój, Polska
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Catalytic combustion is a promising approach for controlling pollutant emissions. The catalyst surface may influence gas phase chemistry by adsorbing or desorbing reactive intermediates and permits low temperature combustion below the traditional lean limit. We have constructed a numerical model of catalytic combustion in a constant volume chamber and open flow geometry with detailed gas phase and surface chemistry. The model was used to study the ignition process of methane-air mixture with platinum catalyst because methane is the major constituent of natural gas and reactions of the methyl radical are among the rate limiting steps the gas phase combustion of larger hydrocarbons. The numerical model was solved using a combination of four computer codes: CHEMKIN II for gas phase chemical kinetics, SURFACE CHEMKIN for heterogeneous chemical kinetiks, MULTICOMPONENT TRANSPORT for avaluation of mixture molecular transport properties and TWOPNT for solution of the conservation differential equtions. The surface chemistry mechanism has been compiled primarily from the published reactions. The thermodynamic data of surface species are derived from the heats of adsorption, where entropies were obtained by estimating surface vibrational frequencies and applying standard statistical mechanisms formulas. The results of computations indicate that the evolution of all parameters during the ignition process depends on the temperature of catalyst and fraction of the available surface sites. The ignition dealy is highly sensitive to the catalyst temperature.

PL

Spalanie katalityczne umożliwia usuwanie lub zmniejszenie stężenia tlenków azotu, tlenku węgla oraz węglowodorów ze spalin, jeżeli jest zapewniona dostatecznie duża powierzchnia i odpowiedni czas kontaktu reagentów w temperaturze nieco wyższej od temperatury zapłonu. Spalanie katalityczne zachodzi wówczas, gdy strumień paliwa gazowego w mieszaninie z powietrzem przepływa przez warstwę odpowiedniego katalizatora. Zadaniem katalizatora jest obniżenie energii aktywacji wymaganej dla przebiegu danej reakcji, w wyniku czego ten sam stopień konwersji osiąga się w niższej temperaturze, z większą szybkością, w krótszym czasie przebywania (~ms). W rezultacie maleje zapotrzebowanie na dodatkowe paliwo i jednocześnie zmniejsza się nadmiar stosowanego powietrza oraz możliwość tworzenia Nox podczas spalania.

Słowa kluczowe

EN

catalytic combustion; surface kinetics mechanism; ignition delay; adsorption

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Chemii i Technologii Nafty i Węgla Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 9, nr 56
• Strony: 297--304
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys. 7, tab. 1

Twórcy

autor

Abatorab A.

autor

Teodorczyk A.

• Warsaw University of Technology, Nowowiejska 25, 00-665 Warsaw, Poland