将多尺度动力学整合到反应动力学中的概念和工具

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 催化科学 催化科学
• 反应动力学反应动力学

背景情况:

• 传统的运动模型往往忽视了多个尺度上的动态过程.
• 了解多尺度动力学对于优化异质催化是至关重要的.
• 催化剂表面的复杂性和活性部位的演变影响反应速率.

研究的目的:

• 开发用于将多尺度动态过程纳入异质催化反应动力学的定量概念.
• 在活性站点,催化剂表面,颗粒,颗粒和反应堆床上对应反应,扩散和动力学.
• 将动态现象集成到动态模型中,以提高反应堆性能预测.

主要方法:

• 在复杂的催化剂表面上检查吸附/脱附动态.
• 对粒子大小和形状动态应用人口平衡模型.
• 利用振荡理论用于催化剂颗粒动力学和用于反应堆床动力学的料调制.
• 开发粒子解析的过渡动力学模型,整合多尺度动力学.
• 与动力蒙特卡洛模拟和计算流体动力学的集成.

主要成果:

• 表面动力学和活性部位演变对反应动力学的量化影响.
• 在多个长度和时间尺度上证明了反应,扩散和动态的合.
• 验证的粒子解析模型用于预测催化剂行为.
• 化学和粒子动态对反应堆性能的整体定量观点.

结论:

• 多尺度的动态过程可以从数量上纳入异质催化反应动力学.
• 拟议的框架为理解催化剂行为提供了一个整体的方法.
• 这种方法提高了催化反应器性能的预测和优化,以甲醇转化为olefin为例.