Procesos De Transporte Externo En Reacciones Heterogeneas

PROCESOS DE TRANSPORTE EXTERNO EN REACCIONES HETEROGENEAS

La transferencia de reactante del fluido global a la superficie externa de la partícula catalítica requiere de una fuerza impulsora, que es en este caso la diferencia de concentraciones. El que esta diferencia de concentraciones entre el fluido global y la superficie de la partícula sea significativa o despreciable, depende de las características de la velocidad en el fluido cercano a la superficie, de las propiedades físicas del fluido, y de la velocidad intrínseca de la reacción química en el catalizador; esto es, depende del coeficiente de transferencia de masa entre el fluido y la superficie, y de la constante de velocidad para la reacción catalítica.

Los coeficientes de transferencia de masa y de energía entre un fluido y un catalizador dependen del flujo y de la distribución geométrica del fluido y las partículas catalíticas. En otras palabras, dependen del tipo de reactor. Por ejemplo, estos coeficientes son diferentes en un sistema de lecho fijo, donde el fluido fluye alrededor de partículas estacionarias, y en un lecho fluidificado, en el que las partículas y el fluido están en movimiento.

Al diseñar un reactor supondremos que se cuenta con una ecuación para la velocidad intrínseca, esto es, la velocidad en términos de concentraciones y temperaturas en la superficie del catalizador. Con respecto a los efectos de transporte externo, el problema consiste en evaluar una velocidad total para cualquier conjunto de concentraciones y temperaturas del fluido global. Esto se logra usando las ecuaciones de transferencia de calor y de masa que sirven para evaluar las concentraciones y la temperatura en la superficie catalítica. De esta manera, los valores de C y Ten la superficie se usa en la ecuación de velocidad intrínseca para determinar la velocidad total. La otra forma del problema es la interpretación de mediciones de laboratorio para obtener una ecuación de la velocidad intrínseca. En este caso se conoce la velocidad para un conjunto de condiciones globales de concentración y temperatura. Las ecuaciones de transferencia de calor y de masa así obtenidas, se usan para evaluar las concentraciones y temperaturas en la superficie.

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