Entwurf katalytischer Rohrreaktoren mit radialem Wärmetransport

Es wird eine bewährte numerische Methode zur Lösung partieller Differentialgleichungen behandelt, die einen katalytischen Rohrreaktor für den Fall radialer Temperatur‐ und Konzentrationsgradienten beschreibt. Bei dem Verfahren wird ein implizit‐explizites Differenzenschema mit selbsttätiger Regelung der axialen Schrittlänge angewendet. Auf Grund eines systematischen Vergleiches zwischen den durch eindimensionale Berechnungsweise gewonnenen Ergebnissen mit denen aus einer zweidimensionalen Modellvorstellung wird ein Verfahren zur Berechnung der Wärmedurchgangszahl angegeben. Sodann wird an Beispielen gezeigt, wie sich die Näherungsformel für die Arrheniussche Temperaturabhängigkeit des kinetischen Koeffizienten und eine konstante Dichte des Reaktionsgemisches auf die Temperaturverteilung auswirken. Für die thermische Empfindlichkeit des Reaktors wird ein quantitatives Kriterium angeführt und abschließend ein Verfahren zur Bestimmung des maximal zulässigen (kritischen) Rohrdurchmessers beschrieben.