Nickel/Zirconia-Catalyzed CO2 Methanation in Differential and Integral Fixed-Bed Reactors: Experimental and Computational Fluid Dynamics Studies

放热反应 甲烷化 催化作用 计算流体力学 替代天然气 等温过程 热力学 化学 空间速度 稀释剂 材料科学 反应速率 化学工程 合成气 核化学 物理 有机化学 工程类 选择性
作者
Takahiro Shimada,Maki Nakamura,Kazui Fukumoto,Mohd. Ibrahim,Chopendra G. Wasnik,Hiroshi Machida,Koyo Norinaga
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.4c03789
摘要

Isothermal conditions and a chemical-kinetics-limited rate should be maintained when measuring the reaction rates of gases on solid catalysts. However, in highly exothermic reactions─such as the Sabatier reaction─temperature variations within the catalyst bed make it challenging to achieve isothermality. In this study, temperature changes in a Ni/ZrO2 catalyst bed were minimized using α-Al2O3 diluent and high gas hourly space velocities (GHSVs) to achieve low feed gas conversion (differential conditions: 0.9 MPa; 523–873 K; GHSV = 7600–30,000 L/h/g cat). The temperature profile within the catalyst bed was obtained by coupling a previously reported kinetic model with three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulations. Experiments were also conducted under integral conditions at low GHSVs, resulting in high conversion rates and heat release. CFD simulations accurately reproduced the experimental feed gas conversion and temperature, suggesting that the CFD-simulation-guided kinetic parameters appropriately predicted the methanation characteristics at practically relevant high conversion rates.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
wu发布了新的文献求助30
1秒前
木质素应助CPD采纳,获得10
1秒前
1秒前
过时的大炮完成签到 ,获得积分10
1秒前
FceEar发布了新的文献求助10
1秒前
刘刘完成签到 ,获得积分10
1秒前
展博发布了新的文献求助10
1秒前
小幸福发布了新的文献求助10
1秒前
clair发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
健壮傲之发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
xuan发布了新的文献求助10
2秒前
wlywdb发布了新的文献求助10
2秒前
小阿飞完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
踏实的饼干完成签到,获得积分10
3秒前
文静灵阳完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
小豆芽发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
4秒前
fcc完成签到 ,获得积分10
4秒前
嬴渠梁完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
心随风飞完成签到,获得积分10
5秒前
清浅时光完成签到,获得积分20
5秒前
逝水流年关注了科研通微信公众号
5秒前
希望天下0贩的0应助XIXI采纳,获得10
6秒前
Anne发布了新的文献求助10
6秒前
cc321发布了新的文献求助10
6秒前
阳光热狗发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
xingzhutang完成签到,获得积分10
7秒前
简单芾发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
娜娜子完成签到 ,获得积分10
7秒前
hwb发布了新的文献求助10
7秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Propeller Design 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6014558
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7588637
关于积分的说明 16146262
捐赠科研通 5162070
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2763961
邀请新用户注册赠送积分活动 1744281
关于科研通互助平台的介绍 1634552