規整催化劑數值模擬的研究進展

訾 雪

(東營職業學院，山東 東營 257091)

傳統固定床層是由多個大小不同、隨機堆積的催化劑顆粒填充在反應器內形成的，顆粒在床層內的分布不均勻，易發生溝流和短路，且反應物的停留時間不一，易導致飛溫和催化劑失活。與上述催化劑相比，規整結構催化劑由相互平行、狹窄的、包含催化劑的孔道陣列而成，孔道口的大小和形狀可獨立變化。因孔道結構規則，當流體進入該催化劑時，在孔道內其流動狀態不變，有助于化學反應能夠按照設計的模式發生以及反應的放大設計，同時避免了催化劑顆粒之間的磨損和壓力損失大等缺點。在反應特性上，規整催化劑也有不錯的表現。這些優異的性能都是顆粒狀催化劑不具備的。其最突出的應用是在汽車轉換器凈化尾氣和電廠脫除煙氣中的NOX。除此之外，在其他化工過程中也有越來越多的應用，wei liu[1]證實，蜂窩型整體催化劑用于乙苯脫氫反應時具有良好的效果，G.A. JARVI[2]、C.H.Bartholomew[3]均制備了用于甲烷化反應的蜂窩型整體催化劑，韓麗[4]將規整催化劑應用于生產苯酚的最后一步CHP 的分解反應中。有關規整催化劑制備的專利更是不勝枚舉。

規整催化劑的研究主要集中在催化劑制備、反應器設計、反應機理、催化劑孔道內的傳質傳熱特性等方面。由于其結構特點，數值模擬是研究規整催化劑和設計其反應器的有效手段。因此我們以規整催化劑的數值模擬過程為研究對象，下面分別對數值模擬的對象單孔道、整體催化劑進行介紹?！?br>