JP2012501240A - 高い選択率及び収率で不均一系触媒反応を実施するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
αは熱拡散度を示し(SI単位:m2/s)、
λは熱伝導度を示し(SI単位:W/(mK))、
pは密度を示し(SI単位:kg/m3)、
Cpは比熱容量を示し(SI単位:J/(kgK))、
dは特徴的な長さを示し(SI単位:m)、
vは速度を示す(SI単位:m/s)]
物質移動において、ペクレ数はシュミット数Scを用いて同様に定義される:
Dは拡散係数を示し(SI単位:m2/s)、
dは特徴的な長さを示し(SI単位:m)、
vは速度を示す(SI単位:m/s)]
ウォールフローフィルタに関しては、方程式を以下のようにして再公式化することができる:
Dは拡散係数を示し(SI単位:m2/s)、
λは熱伝導度を示し(SI単位:W/(mK))、
Pは密度を示し(SI単位:kg/m3)、
Cpは比熱容量を示し(SI単位:J/(kgK))、
dは特徴的な長さを示し(SI単位:m)、
uは半径方向の速度を示す(SI単位:m/s)]
方程式4は、物質移動係数(Dgas)が大きくなる場合に適用される。これは、例えば、反応すべきガス状物質の容積濃度が大きい場合であるか、あるいは、低圧領域で反応が実施される場合である。しかしながら通常の場合には、以下の式が維持される:
これに関して、直径Uchannelにより定められるチャネル周囲dchannelの場合の、流入速度Vchannel設定値及び壁速度Uchannelに関するチャネル長さは、以下のようにして求められる。
vは速度を示し(SI単位:m/s)、
Aは表面を示し(SI単位:m2)、
Uは周囲を示し(SI単位:m2)、
uは半径方向の速度を示し(SI単位:m/s)、
vは半径方向の速度を示す(SI単位:m/s)]。
− 十分な変換と共に短縮された滞留時間を実現し、かつ、
− 特に二次反応のための選択率増加を導く極めて狭い滞留時間範囲を定める、
ことが可能である。
モデリングの原理:
図1に示すような対称的な性質を利用するために適した広範囲の条件を採用する場合には、いわゆるウォールフローフィルタの2次元モデルは、入口チャネルの半分、有孔の壁及び出口チャネルの半分を含む。流入効果を表すために、入口領域を付加的に実際の系の前方に配置した。
積層フローは、算定された局所的レイノルズ数に基づいて入口領域、入口チャネル及び出口チャネルにおいて推測することができる。したがって、ナビエ−ストークスの方程式(方程式9)の局所解から温度の関数として得られる:
Claims (6)
- 触媒がフィルタの隔壁の孔に埋め込まれている反応器としてのウォールフローフィルタ中で、有機分子合成のための不均一系触媒気相反応を実施する方法において、半径方向のペクレ数(Perad)が≧10を生じる程度に、ウォールフローフィルタのチャネル直径(d)、材料及びその孔直径、及び反応ガス流の流入速度(urad)を選択し、かつ、さらに与えられた条件(Re≦2300)下で、チャネル内部において層状のガス流が優勢である程度にチャネル長さ(l)を選択することを特徴とする、前記方法。
- ウォールフローフィルタに亘る圧力損失が、入力圧力に関して25%未満である、請求項1に記載の方法。
- 他の触媒が付加的に隔壁に対して被覆の形で塗布されている、請求項1又は2に記載の方法。
- ウォールフローフィルタが、室温で≧0.5W/(m・K)の熱伝導率を有する材料から成る、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 反応が自熱的、発熱的又は吸熱的である、請求項1に記載の方法。
- ウォールフローフィルタ中で進行する完全な反応が、全ガス流に関して1000kJ/molの発熱量を超えない、請求項5に記載の方法。
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