Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Katarzyna Bizon"

Autothermal fluidized bed structures Fluidalne struktury autotermiczne DOI:10.15199/62.2016.10.25


  A math. model was elaborated for thermally insulated system comprising a fluidized bed reactor and an external heat exchanger to describe the exothermal processes running as a single reaction or consecutive reactions. The model was used to det. branches of steady states of processes. Dokonano analizy stacjonarnych właściwości procesowych kontaktowego reaktora fluidalnego współpracującego z zewnętrznym autotermicznym wymiennikiem ciepła. Omówiono zagadnienie autotermiczności i przedstawiono typowe struktury autotermiczne. Dokonano ilościowej analizy krotności stanów stacjonarnych struktury z zewnętrznym wymiennikiem ciepła. Do ilościowego opisu warstwy katalizatora zastosowano model pęcherzykowy złoża fluidalnego. Dla dwóch wybranych modeli kinetycznych scharakteryzowano wpływ wybranych parametrów procesowych i konstrukcyjnych na strukturę stanów stacjonarnych. Otrzymane wyniki mają znaczenie poznawcze i praktyczne. Kontaktowe reaktory fluidalne są obiektami znanymi i stosowanymi w technologii chemicznej od dziesiątków lat. Znalazły one zastosowanie m.in. w procesie krakingu katalitycznego, w procesach uwodornienia (np. synteza Fischera i Tropscha) oraz w procesach utleniania (np. produkcja bezwodnika maleinowego)1-3). Głównymi zaletami kontaktowych reaktorów fluidalnych jest łatwa wymiana katalizatora, tendencja do ujednorodniania temperatury oraz większe współczynniki wnikania ciepła do ścianek aparatu w porównaniu ze stacjonarnym złożem katalizatora. Cechy te są wykorzystywane przede wszystkim w przypadku procesów silnie egzotermicznych2).Wówczas, nawet przy stosunkowo niskich temperaturach surowca, hydrodynamika złoża fluidalnego tworząca wewnętrzne kanały dodatniego sprzężenia zwrotnego może zapewnić warunki do autotermicznej (samowystarczalnej cieplnie) pracy aparatu4). Zimny surowiec podgrzewa się bezprzeponowo na skutek kontaktu ze złożem katalizatora. Mechanizm wewnętrznego sprzężenia cieplnego słabnie w miarę zmn[...]

Technologiczne problemy rozruchu autotermicznych fluidyzacyjnych reaktorów kontaktowych DOI:10.15199/62.2017.8.28


  Zjawisko autotermiczności, czyli cieplnej samowystarczalności procesów jest powszechnie wykorzystywane w przemyśle chemicznym do prowadzenia procesów ciągłych o wypadkowym egzotermicznym efekcie cieplnym1). Przykładami są procesy spalania oraz procesy kontaktowe prowadzone w reaktorach ze złożem stacjonarnym lub fluidalnym1-5). Nieodłączną cechą reaktorów autotermicznych jest możliwość występowania w nich wielokrotnych stanów stacjonarnych. Realizacja procesu w obszarze stanów wielokrotnych jest często uzasadniona większą wydajnością reaktora lub lepszą selektywnością względem produktu pożądanego. Wprowadzenie reaktora w korzystny technologicznie stopień przemiany wymaga jednak odpowiedniej strategii rozruchu danej struktury autotermicznej. Przy ustalonych parametrach ruchowych, uzyskanie zamierzonego stopnia przemiany substratów wiąże się z koniecznością dostarczenia do reaktora dodatkowej energii1), co prowadzi do wzrostu kosztów operacyjnych. Wykazano, że alternatywnym rozwiązaniem może być strategia rozruchu reaktora oparta na zaprogramowanej zmianie średniego czasu przebywania mieszaniny reakcyjnej w aparacie. Celem pracy jest ocena możliwości zastosowania obu tych strategii do rozruchu fluidyzacyjnych reaktorów kontaktowych. Już samo złoże fluidalne tworzy wewnętrzny kanał sprzężenia cieplnego, co stwarza warunki do autotermicznej pracy aparatu oraz wystąpienia wielokrotnych stanów stacjonarnych, nawet w reaktorze nie współpracującym z wymiennikiem ciepła (rys. 1a). Osiągnięcie korzystnego technologicznie stopnia przemiany wiąże się wówczas z koniecznością podgrzania złoża katalizatora lub strumienia zasilającego aparat na Fig. 1. Fluidized-bed autothermal structures: (a) reactor without an external thermal feedback; (b) with an external autothermal heat exchanger; (c) with partial recirculation of hot products Rys. 1. Fluidyzacyjne struktury autotermiczne: (a) reaktor bez zewnętrznego sprzężenia cieplnego, (b) z zewnętr[...]

Wpływ adsorpcji substratu na charakterystykę stacjonarną i dynamiczną katalitycznego reaktora fluidyzacyjnego sprzężonego z fluidyzacyjnym wymiennikiem ciepła DOI:10.15199/62.2019.1.9


  Wielu procesom katalitycznym prowadzonym w reaktorach kontaktowych ze złożem stacjonarnym lub fluidalnym towarzyszy adsorpcja fizyczna reagentów na inertnym nośniku ziarna katalizatora. W przypadku pojedynczego aparatu proces ten zazwyczaj nie wpływa na jego pracę w stanie ustalonym, może mieć jednak istotny wpływ na charakterystykę dynamiczną reaktora1, 2). Adsorpcja fizyczna opóźnia bowiem czas odpowiedzi obiektu na perturbacje parametrów procesowych2), co w przypadku występowania wielokrotnych stanów stacjonarnych3) może nawet prowadzić do wygaszenia reaktora. Z drugiej strony, w sytuacji gdy dany proces kontaktowy jest prowadzony w relatywnie niskiej temperaturze lub podczas rozruchu aparatu, znaczne ilości substratu mogą zostać zaadsorbowane na inertnym nośniku ziarna katalizatora. Wówczas nawet niewielki wzrost temperatury złoża może zainicjować uwolnienie zaadsorbowanego reagenta, co powoduje gwałtowny wzrost przereagowania i temperatury w aparacie1). Prawidłowo sformułowany model matematyczny dynamiki reaktora katalitycznego powinien zatem uwzględniać nie tylko akumulację masy w porach, lecz również adsorpcję reagentów na wewnętrznej rozwiniętej powierzchni ziarna katalizatora. Tezę tę potwierdzają również obserwacje eksperymentalne dotyczące krakingu katalitycznego w złożu fluidalnym4). Jednoczesne sprzężenie cieplne i masowe w postaci ciągłej cyrkulacji ziaren pomiędzy katalitycznym reaktorem fluidyzacyjnym a fluidyzacyjnym wymiennikiem ciepła lub regeneratorem nie tylko dodatkowo intensyfikuje wpływ adsorpcji na właściwości dynamiczne reaktora, ale może również prowadzić do zmian w jego charakterystyce stacjonarnej. Celem pracy była ocena wpływu adsorpcji fizycznej na charakterystykę stacjonarną i dynamiczną konfiguracji katalitycznego reaktora fluidyzacyjnego sprzężonego z fluidyzacyjnym wymiennikiem ciepła. 98/1(2019) 75 Część badawcza Model matematyczny W celu przeprowadzenia obliczeń symulacyjnych sformułowa[...]

Practical issues on modelling of chemical processes in porous catalyst pellets Praktyczne zagadnienia modelowania procesów chemicznych w porowatych ziarnach katalizatora DOI:10.15199/62.2016.5.30


  Changes of concns. and temps. in processes for exothermic hydrogenation of PhH and oxidn. of SO2, carried out on the catalyst pellets of (0.35-8.0)∙10-3 m in diams. were computer simulated by using a heterogeneous model. The simulation results were used to verify the literature criteria enabling choice of a simplified math. model for a description of the processes. Przedstawiono praktyczne zagadnienia związane z ilościowym opisem procesów chemicznych przebiegających w ziarnach katalizatorów porowatych. Analizowano poprawność założeń przyjmowanych do matematycznego modelowania takich procesów i do obliczeń technologicznych. Dokonano oceny jednorodności pól stężeń i temperatury w katalizatorach porowatych na podstawie dwóch procesów egzotermicznych. Wykazanie jednorodności stężeń i temperatur w ziarnie kontaktu lub braku zewnętrznych oporów wnikania masy i ciepła umożliwia dobór odpowiednio uproszczonego modelu warstwy zarówno katalizatora stacjonarnego, jak i złoża fluidalnego. We współczesnym przemyśle chemicznym kataliza heterogeniczna jest powszechnie stosowana w wielu ważnych syntezach organicznych i nieorganicznych, w reakcjach utleniania i uwodorniania, w krakingu katalitycznym i in. Opracowanie nowych katalizatorów oraz analiza ich właściwości jest kluczowym zadaniem w wielu ośrodkach badawczych1-4). Poza badaniami typowo doświadczalnymi ważną rolę w rozwoju technologii i inżynierii chemicznej odgrywają prace teoretyczne nad modelowaniem i symulacją procesów kontaktowych w pojedynczych ziarnach katalizatorów i w reaktorach kontaktowych. Prace takie mają na celu dobór optymalnych warunków procesu i z reguły wiążą się ze znacznym nakładem zaawansowanych obliczeń. Powszechnie korzysta się z doświadczeń zarówno inżynierów praktyków, jak i specjalistów od analizy teoretycznej takich procesów. Liczna grupa ważnych technologicznie procesów katalitycznych przebiega w układzie dwufazowym gaz-ciało stałe z udziałem kata[...]

Praktyczne zagadnienia regulacji objętościowego natężenia przepływu i poziomu cieczy w przepływowym bioreaktorze zbiornikowym DOI:10.15199/62.2019.6.19


  Przemysł chemiczny charakteryzuje się dużym stopniem automatyzacji i znacznym nasyceniem aparaturą do pomiarów i regulacji automatycznej. Z tego powodu zagadnienia regulacji automatycznej i sterowania są przedmiotem kursów dydaktycznych również na wydziałach chemicznych studiów technicznych. W technologii i inżynierii chemicznej do najważniejszych problemów automatyki należą regulacje poziomu cieczy w zbiornikach i reaktorach przepływowych, regulacje natężenia przepływu, ciśnienia, temperatury i składu chemicznego, w tym pH. Zmiany natężenia przepływu są jednymi z częściej występujących zakłóceń. Istnieją nawet w sieciach wody pitnej. Zagadnienia regulacji poziomu i natężenia przepływu są ze sobą powiązane w naturalny sposób. Problem ten dla obiektów liniowych, takich jak zbiorniki buforowe, magazynowe i inne, w których nie przebiegają procesy chemiczne lub biochemiczne, jest dobrze poznany. Jeżeli jednak zbiorniki pełnią funkcję reaktorów lub bioreaktorów, to wówczas zagadnienie jest trudniejsze i wymaga indywidualnego podejścia do każdego takiego obiektu. Omówiono i rozwiązano praktyczne zagadnienia dotyczące regulacji poziomu cieczy w przepływowym bioreaktorze zbiornikowym, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Bolesław Tabiś*, Filip Augustyński, Katarzyna Bizon Practical issues of volumetric flow rate and liquid level control in a continuous stirred tank bioreactor Praktyczne zagadnienia regulacji objętościowego natężenia przepływu i poziomu cieczy w przepływowym bioreaktorze zbiornikowym DOI: 10.15199/62.2019.6.19 Mgr. inż. Filip AUGUSTYŃSKI w roku 2018 ukończył studia na Wydziale Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki. Obecnie jest zatrudniony w Katedrze Inżynierii Chemicznej i Procesowej tej uczelni. Specjalność - inżynieria chemiczna. Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska im. Tadeusza Ko[...]

 Strona 1