Dynamický model zkrápěného reaktoru řízeného změnou rychlosti nástřiku

Autor: Jana Skořepová

Ročník: 5.

Ústav: Ústav organické technologie:

Školitel: Prof. Ing. Jiří Hanika, DrSc.

            Třífázový zkrápěný reaktor bývá zpravidla řízen v režimu filmového toku, kdy kapalina stéká po vrstvě katalyzátoru v podobě laminárního filmu. Kontakt fází je při tomto režimu nedostatečný a rychlost chemické reakce je proto řízena odporem přenosu tepla a hmoty. Dávkujeme-li kapalnou reakční směs do reaktoru periodicky, přechází reaktor za určitých podmínek do režimu pulsního toku. Výhodou tohoto režimu je intenzivnější přenos tepla a hmoty mezi fázemi, čímž se dosáhne vyššího výkonu reaktoru. Zároveň se díky lepšímu smáčení katalytické vrstvy eliminují horké zóny na povrchu katalyzátoru. Průměrný průtok kapalné fáze se udržuje na hodnotě, která odpovídá rychlosti nátoku kapaliny do reaktoru v režimu filmového toku. Tím nedochází k nežádoucímu zkrácení doby zdržení.

Úkolem studie je sestavení matematického modelu popisujícího chování adiabatického zkrápěného reaktoru řízeného periodickým zvyšováním průtoku kapalné fáze. Model je založen na představě náhrady zkrápěného reaktoru kaskádou adiabatických průtočných promíchávaných reaktorů. Řešení modelu vede k popisu časově proměnných teplotních, koncentračních a objemových vln v loži katalyzátoru.