Modellierung von Gas/Flüssig/Fest‐Reaktionen in engen Kanälen für das Regime der Kolbenströmung

In dieser Arbeit wurden die Hydrodynamik einer Gas/Flüssig-Zweiphasenströmung und erzielbare Stofftransportraten in einem Perlschnurreaktor charakterisiert. Die Katalysatorpackung im Reaktor besteht aus runden Kanälen mit einem Kanaldurchmesser von 1,41 mm, in die kugelförmige Katalysatorpartikel mit einem Durchmesser von 0,8 mm integriert sind. Bei gleichzeitig ablaufender Reaktion (Flüssigphasenhydrierung von a-Methylstyrol) konnten volumetrische Gesamtstoffdurchgangskoeffizienten für Wasserstoff zwischen 0,8 und 5,5 s -1 ermittelt werden. Aufgrund der hohen erzielbaren Stofftransportraten und des einfachen Aufbaus können Perlschnurreaktoren schnell in der Industrie implementiert werden und tragen zur Generierung hocheffizienter Reaktionsapparate bei.In this work, a pellet string reactor was characterized with respect to hydrodynamics and mass transfer. The catalyst packing consists of a cylindrical channel with a diameter of 1.41 mm, which was filled with spherical catalyst particles, having an outer diameter of 0.8 mm. Under reaction conditions (liquid phase hydrogenation of a-methylstyrene) overall (gasliquid-solid) volumetric mass transfer coefficients for hydrogen between 0.8 and 5.5 s -1 were computed. Due to high mass transfer rates and simple reactor geometry, pellet string reactors can be applied in industry as highly efficient reaction units. Abbildung 3. Strömungskarte für den untersuchten Perlschnurreaktor (d K = 1,5 mm, d P = 0,8 mm, p = 1,1 MPa, T = 298,15 K, w AMS = 0,2, Stickstoff).Abbildung 4. Scheinbare kinetische Konstanten bei verschiedenen Reaktionstemperaturen im untersuchten Perlschnurreaktor (u G,S = 1,18 m s -1 , u L,S = 0,05 m s -1 ).

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Hydrodynamics and Mass Transfer in a Pellet String Reactor for Gas‐Liquid‐Solid Reactions

Langsch

Haase

Lange

2013

Chemie Ingenieur Technik

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