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Verbesserung der Analyse von Festbettreaktoren durch die Berücksichtigung von Porositäts- und Strömungsverteilung

✍ Scribed by Prof. Dr. Dieter Vortmeyer; Dipl.-Ing. Rudolf P. Winter


Publisher
John Wiley and Sons
Year
1983
Tongue
German
Weight
148 KB
Volume
55
Category
Article
ISSN
0009-286X

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✦ Synopsis


Die Analyse katalytischer Festbettreaktoren geht im allgemeinen von der Annahme konstanter Stromungsverteilung uber den Querschnitt aus. In Wirklichkeit existiert eine Stromungsverteilung mit einem Maximalwert in WandnBhe (Randstromung), was durch zahlreiche Messungen oberhalb der Schuttung, z. B. durch Schwartz und Smith [l], bestatigt wurde. Die in [2] dargestellten Losungen der Stromungsgleichung zeigen erhebliche Abweichungen zwischen berechneten und gemessenen Verliiufen. Nach Abb. 1 liegt das berechnete Geschwindigkeitsmaximum wesentlich naher an der Wand und ist vie1 hoher. Ein systematischer Vergleich von umfangreichen experimentellen Ergebnissen rnit Modellrechnungen sollte auklaren, welche Unterschiede sich ergeben, wenn in den Modellgleichungen anstelle der bisher iiblichen Plug-flow-Profile die neuberechneten Stromungsverteilungen eingesetzt werden. Unter diesen mehr realistischen Bedingungen ist auch der adiabate Reaktor zweidimensional zu berechnen, so daR sich wandgekuhlter und adiabater Reaktor lediglich durch die Randbedingung an der Wand unterscheiden. Als Modellreaktion diente die Ethan-Oxidation an einem Palladium-Kontakt. Da wandernde Zundzonen beziiglich der Stromung sehr sensitiv sind, wurden als erstes die von Simon und Vortmeyer [3] unter adiabaten Bedingungen gemessenen Geschwindigkeiten nachgerechnet. Berechnete und gemessene Wanderungsgeschwindigkeiten sind in Abhangigkeit von der mittleren Fluidgeschwindigkeit in Abb. 2 aufgezeichnet, wobei auch die Rechenergebnisse bei konstanter Stromungsverteilung eingezeichnet wurden. Wie man sieht, fuhrt die Berucksichtigung der Randgangigkeit zu einer nahezu vollstandigen ubereinstimmung mit den Messungen. Abb. 1 . 0 Gemessene Geschwindigkeitsverteilung 25 mm uber dem Festbett nach [I] ( d p Partikeldurchmesser); ~ berechnete Verteilung im Festbett nach [2].


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