Het ontwerpen van neerstroom reactoren met implementatie van gedetailleerde chemie

Vloeibaar katalytisch kraken is een van de meest gebruikte conversiemethoden in de olieraffinaderij industrie. Dit wordt conventioneel uitgevoerd in een circulerende gefluïdizeerde opstroom reactor, alhoewel neerstroom reactoren verschillende voordelen bieden zoals het minder terugvloeien van stoffen en nauwere verblijfstijd distributies. Experimentele studies hebben aangetoond dan in zowel op- als neerstroom reactoren katalysatordeeltjes kunnen agglomereren tot clusters, in het bijzonder dicht bij de wand. Dit leidt tot aanzienlijke warmte- en massatransport limitaties. Wandmodificaties zoals kuiltjes en dergelijke kunnen deze agglomeratie tegengaan. Om deze reactoren naar een hoger niveau te brengen zal een Euler-Lagrangian CFD-DEM solver in CFDEMcoupling gebouwd worden waarin deze wandmodificaties onderzocht zullen worden. Dit model zal het hydrodynamische gedrag en de FCC chemie nauwkeurig modelleren in deze eerste demonstratiecase. Een algemeen heterogeen katalytisch geraamte zal gebouwd worden wat toelaat om micro-kinetische modellen efficiënt in de solver te gebruiken. Het micro-kinetisch model voor de katalytische conversie van kunststof afval, ontworpen aan het Laboratium voor Chemische Technologie (LCT) zal dienen als case study om de flexibiliteit van de solver aan te tonen. Hiernaast zal de solver gebruik maken van verschillende algorithmen om de computationele kost te drukken zoals in-situ adaptive tabulation (ISAT).