Application of the Maxwell - Stefan model in the simulation of oxidative dehydrogenation of methane in the catalytic membrane reactor
Result description
The steady state behaviour of catalytic membrane reactor for oxidative coupling of methane was simulated by means of a mathematical model accounting for the radial internal transport of the gaseous components in the ceramic membrane with catalytically active layer, convective flow in the compartments separated by membrane, the external mass-transfer between bulk flow and the membrane interface, and complex parallel-consecutive reaction schema of methane selective oxidation. The dusty-gas model was usedto describe the internal mass transfer in the catalytic layer and macroporous support. The steady state mass balances for the tube and shell sides together with dusty-gas flux equations and mass balances in the catalytic layer and support result in the system of first-order ODEs with initial and boundary conditions. The dimensionless equations were solved by the combination of the explicit Euler method and global shooting method.
Keywords
membrane reactoroxidative couplingmethanemathematical modeldusty-gas model
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Použití Maxwell - Stefanova modelu pro simulaci oxidativní dehydrogenace metanu v katalytickém membránovém reaktoru
Original language description
Matematický model, vytvořený pro simulaci ustáleného stavu katalytického membránového reaktoru pro parciální oxidaci metanu, bere v úvahu transport plynných složek keramickou membránou s katalyticky aktivní vrstvou v radiálním směru, konvekční tok v částech oddělených membránou, přenos hmoty mezi objemovým tokem a rozhranním membrány a komplexní reakční schéma s paralelními a následnými reakcemi pro selektivní oxidaci metanu.Pro popis vnitřního transportu hmoty v aktivní vrstvě a makroporézním nosiči byl použit "dusty - gas" model. Bilance hmoty v ustáleném stavu pro vnitřní a vnější oddíly, spolu s "dusty - gas" rovnicemi a bilancí hmoty v membráně, vytváří systém obyčejných diferenciálních rovnic prvního řádu s počátečními a okrajovými podmínkami. Křešení bezrozměrných rovnic byla použita kombinace explicitní Eulerovi metody a metody střelby.Zkoumaným parametrem je velikost pórů katalyticky aktivní vrstvy ve vztahu ke konverzi CH4, selektivitě k C2 produktům a separačnímu faktor
Czech name
Použití Maxwell - Stefanova modelu pro simulaci oxidativní dehydrogenace metanu v katalytickém membránovém reaktoru
Czech description
Matematický model, vytvořený pro simulaci ustáleného stavu katalytického membránového reaktoru pro parciální oxidaci metanu, bere v úvahu transport plynných složek keramickou membránou s katalyticky aktivní vrstvou v radiálním směru, konvekční tok v částech oddělených membránou, přenos hmoty mezi objemovým tokem a rozhranním membrány a komplexní reakční schéma s paralelními a následnými reakcemi pro selektivní oxidaci metanu.Pro popis vnitřního transportu hmoty v aktivní vrstvě a makroporézním nosiči byl použit "dusty - gas" model. Bilance hmoty v ustáleném stavu pro vnitřní a vnější oddíly, spolu s "dusty - gas" rovnicemi a bilancí hmoty v membráně, vytváří systém obyčejných diferenciálních rovnic prvního řádu s počátečními a okrajovými podmínkami. Křešení bezrozměrných rovnic byla použita kombinace explicitní Eulerovi metody a metody střelby.Zkoumaným parametrem je velikost pórů katalyticky aktivní vrstvy ve vztahu ke konverzi CH4, selektivitě k C2 produktům a separačnímu faktor
Classification
Type
D - Article in proceedings
CEP classification
CI - Industrial chemistry and chemical engineering
OECD FORD branch
—
Result continuities
Project
GD203/03/H140: Organised materials for highly selective catalytic and separation processes
Continuities
Z - Vyzkumny zamer (s odkazem do CEZ)
Others
Publication year
2005
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data specific for result type
Article name in the collection
Sborník symposia Nové trendy v anorganické technologii
ISBN
80-7080-565-X
ISSN
—
e-ISSN
—
Number of pages
6
Pages from-to
289-294
Publisher name
VŠCHT Praha
Place of publication
Praha
Event location
Praha
Event date
May 26, 2005
Type of event by nationality
EUR - Evropská akce
UT code for WoS article
—
Basic information
Result type
D - Article in proceedings
CEP
CI - Industrial chemistry and chemical engineering
Year of implementation
2005