Fenómenos de transporte y reacción química en lechos fijos. Influencia de la forma del relleno catalítico - Taulamet, María José (2015)
El modelado, la simulación y el cambio de escala de los lechos rellenos catalíticos requiere no sólo conocer el sistema de reacciones involucrado y sus correspondientes parámetros cinéticos, sino que además resulta necesario disponer de herramientas que permitan evaluar adecuadamente los fenómenos de transporte; tanto a escala del catalizador, donde se produce la difusión con simultanea reacción química,como a escala del lecho relleno, donde se produce el transporte de materia y de energía, por ejemplo en el caso de transferencia de calor en lechos rellenos con flujo bifásico. Existen variados ejemplos en los cuales los aspectos mencionados juegan un rol importante en el desempeño global del reactor, por lo que su correcta evaluación es de crucial importancia. En el estudio de los lechos de partículas, dada la simplicidad de la geometría esférica y por tratarse de un sistema unidimensional, es abundante la información sobre estructuras de los lechos y evaluación de fenómenos de transporte para esta geometría. Sin embargo, es muy frecuente el empleo de otras formas de pastillas de catalizador, como extrudados, multilobulares o diferentes tipos de anillos,ya que suelen tener importantes ventajas respecto a las esferas. Cuando se analiza la información bibliográfica, se aprecia que existe una clara falencia para la evaluación del comportamiento de lechos con partículas no esféricas. En este contexto se planteó el objetivo de la presente Tesis. El objetivo general planteado es el estudio de la incidencia de la forma de las pastillas catalíticas sobre el fenómeno de reacción-difusión en el interior de las mismas y sobre el transporte de energía, a escala del lecho relleno. Como objetivos específicos se pretende, por un lado, extender la aplicación de modelos geométricos unidimensionales para evaluar la velocidad de reacción efectiva en catalizadores sólidos de forma arbitraria estableciendo límites de aplicabilidad de los mismos con respecto a la conjunción de la forma del catalizador y expresiones cinéticas, para una única reacción y sistemas de reacciones múltiples. Adicionalmentese propone elaborar correlaciones para predecir la velocidad de transferenciade calor en lechos rellenos con flujo bifásico para distintas formas depastilla, a partir de la realización de un programa experimental.