МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В ГРАНУЛЕ КАТАЛИЗАТОРА С ТОЧЕЧНЫМИ ЦЕНТРАМИ РЕАКЦИИ

Рассматривается гранула катализатора с пористой керамической химически инертной основой и с точечными активными центрами, на которых происходит экзотермическая реакция синтеза. Скорость химической реакции зависит от температуры по закону Аррениуса. С поверхности гранулы катализатора тепло отводится в продукты синтеза за счет теплоотдачи. На основе идеи самосогласованного поля построена замкнутая система уравнений для расчета температур активных центров. В качестве примера рассмотрена гранула катализатора синтеза Фишера–Тропша с активными частицами металлического кобальта. Стационарные температуры активных центров рассчитываются методом установления на основе решения системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Найдено распределение температуры внутри гранулы для локальных центров, расположенных на одном диаметре гранулы и хаотически распределенных в объеме гранулы. Установлено существование критической температуры внутри реактора, превышение которой приводит к существенному перегреву локальных центров. Распределение температуры с локальными центрами реакции качественно отличается от температуры гранулы, рассчитанной в гомогенном приближении. Представлены результаты расчетов
  Автор:  И. В. Деревич, А. Ю. Фокина
Ключевые слова:  синтез Фишера–Тропша, каталитические реакции, металлический кобальт, полиномы Лежандра, тепловой эффект реакций синтеза, синтез-газ, пористая гранула катализатора, тепловой взрыв
Стр:  46