Nuevas Correlaciones para estimar el Tiempo de Residencia para Reacciones Fluido-Sólido

Abstract

La estimación del tiempo de residencia requerido para lograr una conversión deseada en una reacción fluidosólido demanda una alta carga computacional. Para subsanar este problema, existen correlaciones que permiten estimar dicho tiempo con menor esfuerzo. En este trabajo, se revisan esas correlaciones para el caso de reacciones heterogéneas que pueden ser representadas con el modelo de núcleo decreciente, con resistencia controlante en la transferencia de masa a través de la película, en la reacción química o en la difusión a través de la ceniza. Para un tamaño de partícula único, se proponen nuevas correlaciones para resolver el problema de la inexactitud y la falta de solución analítica de las correlaciones tradicionalmente utilizadas. Las correlaciones que se proponen fueron desarrolladas para reactores con flujo pistón y para reactores perfectamente mezclados continuos. Por otra parte, se estudió cómo emplear las correlaciones propuestas cuando el tamaño de las partículas no es uniforme. Para ello, se emplearon distribuciones de tamaños experimentales disponibles en bibliografía. La exactitud de los resultados obtenidos es su cliente para un diseño rápido de reactores o para los primeros pasos de un algoritmo de optimización.

The estimation of the residence time required to achieve a desired conversion in a Àuid-solid eaction s omputationally demanding. To overcome this problem, there are correlations that allow estimating the residence time with less eort. In this paper, those correlations are reviewed for the case of heterogeneous reactions that can be represented ith he shrinking core model, with controlling resistance in mass transfer through the¿lm, in the chemical reaction o in dusion rough the ash. For a single particle size, new correlations are proposed to solve the problem of inaccuracy and lack of analytical solution of traditionally used correlations. The proposed correlations were developed for pistonÀow rectors an fo ctinuous perfectly mixed reactors. Moreover, it was studied how to use the proposed correlations when the particle size is not uniform. Experimental size distributions available in the literature were used for this purpose. The accuracy of the obtained results is enough for a fast reactor design or for the¿rst steps of an optimization algorithm.