Estudio sobre los perfiles de actividad y transporte de calor en reactores catalíticos de lecho fijo: oxidación de CO con O₂ sobre Pt/Al₂O₃ - Hernández Ramírez, José Francisco (Universidad Autónoma Metropolitana, 2023)
En este trabajo, se ha estudiado la interrelación entre la reacción, el transporte de calor y la actividad del catalizador en un reactor de lecho fijo a través de un modelo pseudohomogéneo. Se ha utilizado la reacción de oxidación del monóxido de carbono con oxígeno sobre un catalizador de platino soportado en alúmina como caso de estudio. La experimentación se obtuvo del trabajo reportado por Hlavacek y Mikuš (1982); Puszynski y Hlavacek (1984). El objetivo es estudiar el comportamiento del reactor en condiciones transitorias para comprender la formación de frentes de reacción, considerando la desactivación del catalizador. Creemos que dicha desactivación es la causa de la formación de frentes de reacción que se desplazan en la misma dirección del fluido. Se encontró que los frentes de reacción pueden desplazarse en la misma dirección del fluido o en dirección opuesta. Los frentes que se desplazan en dirección opuesta son el resultado de la interacción entre el transporte de calor axial y radial. Cuando la ignición ocurre cerca de la entrada, el transporte de calor axial es el predominante. Durante el proceso de desactivación, los frentes de reacción se desplazan en la misma dirección del fluido. Esto ocurre debido a la formación de zonas inertes que comienzan en la entrada del reactor y se expanden gradualmente con el tiempo. Cuando el lecho tarda un par de horas en desactivarse, se considera una desactivación rápida. Por otro lado, cuando el lecho tarda más de 16 horas en desactivarse, se considera una desactivación lenta. Cuando la desactivación es lenta y la velocidad de propagación de los frentes de reacción es constante, se ha encontrado que el perfil de actividad se puede aproximar a una función sigmoide. Estudiando el modelo de desactivación, se descubrió que la velocidad y la forma de desplazamiento de los frentes móviles dependen de los parámetros de dicho modelo.