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Unidad 5: Difusión y Reacción, Reactores de suspensión Lecho de goteo,…
Unidad 5: Difusión y Reacción
Factor de efectividad
Parámetro para partículas porosas de geometría compleja (0-1)
Términos en modulo de Thiele
Clasificación
Orden
Primer Orden
Segundo Orden
Orden Cero
Forma
Cilindro
Placa
Esfera
Factor de efectividad Global
Combina tanto la eficacia de la difusión externa (hacia la superficie del catalizador) como la eficacia de la difusión interna (dentro de la estructura porosa del catalizador).
Cercano a 1 es alto grado de eficiencia
Primer Orden
Ocurre por medio circundante como dentro de los poros de la partícula
Interacción entre los reactantes y los sitios Activos
Su velocidad impacta directamente la velocidad de reacción
En partículas esféricas de catalizador
Coeficiente de difusividad efectiva
Difusividad de Knudsen
Porosidad de la particula
Razón entre el volumen de espacio vació y el volumen total (vacíos y solidos) de la partícula.
Factor de constricción
Variación en el área transversal normal a la difusión, cuando las dos áreas A1 y A2 son iguales
Turtuosidad
Medida de cuánto se "tuerce" o "enreda" el camino de difusión en comparación con la distancia más corta posible
Reactores Multifásicos
Requieren dos o mas fases para que la reacción se efectúe
Gas-Solido
Consideraciones clave:
Diseño del reactor
Características del Catalizador
Reacción Química
Modelo Matemático
Transferencia de masa
Temperatura, presión y cinética de reacción
Líquido-Sólido
Estimación por regímenes
Criterio de Weisz-Prater para
difusión interna
Evalúa la razón entre la velocidad de reacción global y la importancia relativa de la difusión externa y la difusión interna en una partícula porosa.
CWP<1
La difusión interna es la limitante del proceso
CPW>1
La limitación está en la difusión externa
Criterio de Mears para
difusión externa
Emplea la velocidad de reacción medida para ver si la transferencia de masa desde el seno de la fase gaseosa hasta la superficie del catalizador puede despreciarse
Propuestas
Estimaciones “rápidas y tentativas” para saber cual es el paso limitante
Reactores de suspensión Lecho de goteo
