Název: Modelování heterogenních katalytických reakcí v reaktorech
Překlad názvu: Modelling of heterogeneous catalytic reactions in chemical reactors
Autoři: Orava, Vít ; Hron, Jaroslav (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Rigorózní práce
Rok: 2019
Jazyk: eng
Abstrakt: [eng] [cze]
This thesis consists of two parts discussing modelling of heterogeneous catalytic reactors. In the first one, an industrial prototype of a fluidized bed reactor serving as a hydrogen generator based on endothermic decomposition of formic acid is studied. After initial determination of the main reactor characteristics a system of nine con- stituents is derived and, consequently, reduced to a three phase flow. The solid and bubble particles immersed in a liquid are modelled by the Basset-Boussinesq- Ossen equation. Furthermore, an averaging technique is used to derive a three phase Euler-Euler model. Finally, numerical computations with a verification towards the measurements and a CFD analysis are proceeded. The second part discusses interfacial transport phenomena between a bulk and catalytic surfaces of a reactor mediated via the boundary conditions. The constitu- tive relations, that by construction comply with the second law of thermodynamics, follow from the specification of suitable thermodynamic potentials together with an identification of the bulk and surface entropy productions. The derived model is suitable for further analysis providing clear guidelines for the incorporation of the Langmuir-type adsorption model as well as other sorption models. Keywords: Heterogeneous catalysis, multi-phase... Tato práce se zabývá modelováním heterogenních katalytických reaktorů a je rozdělena do dvou částí. První část se zaobírá průmyslovým prototypem fluidního lože sloužícího jako generátor plynného vodíku na bázi endotermního rozkladu kyseliny mravenčí. Po počátečním určení fyzikálních a chemických vlastností reaktoru je odvozen systém devíti komponent, který je následně redukován na problém třífázového proudění. Po- hyb pevných částic a bublin pohybujících se kapalinou je modelován pomocí Basset- Boussinesq-Ossen rovnice. Následným průměrováním pohybových rovnic odvodíme konečný systém ve tvaru třífázového Euler-Euler modelu. Na závěr první části práce se zabýváme numerickou simulací, porovnáním jejich výsledků s experimentem a CFD analýzou. Druhá část práce pojednává o transportních procesech mezi katalytickými plochami a objemovou fází. Vhodnou volbou termodynamických potenciálů a identifikací ob- jemové a povrchové produkce entropie obdržíme konstitutivní vztahy, které svou konstrukcí již automaticky splňují druhý zákon termodynamiky. Odvozený model je vhodný pro analýzu zahrnující adsorpční modely Langmuirova typu i jiné sorpční modely. Klíčová slova: Heterogenní...
Klíčová slova: Euler-Euler model; fluidnı́ lože; Heterogennı́ katalýza; transportnı́ jevy na fázovém rozhranı́; vı́cefázové prouděnı́; Euler-Euler model; fluidized bed reactor; Heterogeneous catalysis; interfacial transport phenomena; multi-phase flow

Instituce: Fakulty UK (VŠKP) (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Dostupné v digitálním repozitáři UK.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/20.500.11956/112118

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-408845


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Univerzita Karlova > Fakulty UK (VŠKP)
Vysokoškolské kvalifikační práce > Rigorózní práce