Modeling of transient gas-solid reactions in a fixed-based reactor

Abstract

التفاعلات الدينامية بين الغاز والمادة الصلبة في مفاعل ذي مهد ثابت قد تم نمذجته . ثلاثة مستويات فراغية للعملية استخدمت وهي المهد والحبه الكبيرة ووحداتها على التوالي متر مليمتر ، ميكرو متر . هذا النوع من النمط التفصيلي قليلاً ما يوجد في المنشورات العلمية . الخليط متعدد المواد من الغاز بدر من أعلى إلى أسفل من خلال المسام وخلال الشريط الغازي (الفيلم الغازي) حول الحبه الكبيرة (pellet) منها إلى أقسام الداخلية . المنتج الغازي يخرج من المسام ويمر من أعلى المفاعل إلى أسفل . كلا الاتجاهين القطري والرأسي قد تم إدراجها في الدراسة . انتقال الحرارة تبع نفس المسار المشابه . وانتقال الحرارة بالحمل أيضاً قد أحذ في الاعتبار عند حائط المهد . معدل انتقال المادة قد قرب بواسطة نمط غازي (dusty gas model) . معاملات الحرارة بالحمل استخدمت لنقل المادة خللا الحبة الكبيرة . معاملات النقل والثرموديناميكية المستخدمة كانت دينامية . معادلات تفاعلية جزئية غير خطية لنقل المادة والحرارة قد قربت بمعادلات جبرية باستخدام طريقة الفروق المحددة . هذه المعالات قد حُلت والنتائج قد خُزنت هي وزمن الحاسبات . نمط الحبة الكبيرة قد اختبرت توافقيته لأربع تفاعلات غازية مع صلبه مختارة - هذا النمط قد اختبر نوافقياً لنتائج ساكنة عملية ، وذلك لعدم وجود نتائج دينامية معملية ومن هذه النتائج التي استخدمت ازالـة الـكـبـريت بـواسـطـة الهـيدرجه في وجود عامل حفزي بواسطة نمط لو تجهاير - هينشيلوود - النمط أعطى تحويل قيمته 99.89% مقارنة لقيمة عملية 99.9% لمادة الثيوفين عند الحالة الساكنة . ودرجة الحرارة المتوسطة للحالة الساكنة حسبت بمقدار خطأ 0.5% في كلتا الحالتين النمط تمكن بنجاح من حساب القيم العملية . وقد تحقق من ذلك بواسطة اتزان المادة . النمط قد اختير للاتزان بنجاح وصفي . بعض الدراسات الخاصة بالمعاملات قد أجريت . استجابة النمط لاضطراب في ظروف التغذية قد قدمت في هذا البحث . هذا النمط يمكن استخدامه لدراسات على العمليات مثل بداية التشغيل والتوقف ومحاكات التحكم ... إلخ .