Predicción de las velocidades de reacción efectivas en canales de monolitos con depósito no uniforme

MARÍA JOSÉ TAULAMET; NÉSTOR JAVIER MARIANI; OSVALDO MIGUEL MARTÍNEZ; GUILLERMO FERNANDO BARRETO

La Plata

Jornada; Quintas Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión; 2019

En este trabajo se propone un nuevo modelo unidimensional (1D) para la estimación de la velocidad de reacción efectiva en monolitos con depósito no uniforme (genéricamente bidimensional - 2D), denominado Modelo de dos cuerpos (1D-2C). En el mismo se plantea dividir la sección transversal del monolito en dos regiones que pueden ser modeladas como cuerpos independientes, en cada uno de los cuales la difusión (y simultánea reacción) tiene lugar en una única dirección (1D). Uno de los cuerpos se considera una placa plana, mientras que al otro cuerpo se le aplica el modelo de difusividad variable (1D-DV), el cual fue desarrollado previamente por el grupo de trabajo y cuya capacidad de predicción se ha probado en trabajos anteriores aplicándolo a una gran variedad de expresiones cinéticas y geometrías de catalizador. En este trabajo el objetivo es valorar la capacidad predictiva del modelo 1D-2C empleando distintas formas de sección transversal para el canal y distintas expresiones cinéticas (una cinética de primer orden irreversible e isotérmica y dos alternativas de expresiones tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson -LHHW-, las cuales se diferencian en la magnitud del efecto de auto-inhibición, una de las cuales puede conducir a dos máximos locales en el valor de la velocidad efectiva de reacción conforme se varía el módulo de Thiele para algunas de las geometrías analizadas). En cuanto a la geometría, se analizaron las geometrías cuadrada y triangular, con distintas cantidades del depósito no uniforme. Se comprobó que el empleo del modelo 1D-2C conduce a errores en la estimación de la velocidad de reacción efectiva inferiores al 8.5% en todos los casos analizados para el rango completo de módulos de Thiele.