Estimación del factor de efectividad en canales de monolitos con depósito no uniforme

MARIANI, NÉSTOR JAVIER; BARRETO, GUILLERMO FERNANDO; LUZI, CARLOS DANIEL; TAULAMET, MARÍA JOSÉ; MARTINEZ, OSVALDO MIGUEL

Santa Fé (Argentina)

Congreso; X Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ 2019); 2019

FIQ (UNL)-AAIQ

En este trabajo se propone un 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 con difusión (y simultánea reacción) 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), 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, siendo casos sistemas isotérmicos: primer orden irreversible y una expresión del tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW), que puede conducir a dos máximos locales en el valor de la velocidad efectiva de reacción conforme se varía el módulo de Thiele. En cuanto a la geometría del canal, se analizaron las secciones 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