Abstract: Гетерогенные каталитические процессы широко используются как в химической промышленности, так и в решении вопросов защиты окружающей среды. Наряду с традиционными типами реакторов, для которых хорошо развита теория математического моделирования, разрабатываются но- вые технологические решения, для которых необходимо создавать математические модели. И в том и в другом случае, результирующие дифференциальные уравнения в частных производных (ДУЧП), описывающие процессы переноса, теплопроводности и диффузии, а также каталитические реакции, отличаются сильной нелинейностью, вызванной наличием реакций, и сильной жесткостью, вызванной различием в характерных временах протекания процессов. Это приводит к необходимости построения алгоритмов решения дифференциальных уравнений, способных быстро и качественно проводить большой объём вычислений. В работе представлен многолетний опыт математического моделирования различных гетерогенных каталитических процессов, реализуемых как в традиционных, так и в нетрадиционных типах реакторов. Рассмотрены различные процессы в реакторах трубчатого типа, с блочным катализатором, с кипящим слоем катализатора, в двухслойном реакторе (платиновые сетки плюс монолитный блок) и т.д. Для решения получающихся систем ДУЧП, как правило, использовался метод прямых для сведения системы ДУЧП к системе ОДУ, интегро-интерполяционный метод для дискретизации уравнений и сочетание метода типа Розенброка с итерационным процессом. Во всех случаях для проверки адекватности математической модели, алгоритма и программы представлено сравнение полученных данных с данными экспериментов.

Cite: Верниковская Н.В.
Математическое моделирование каталитических процессов в химических реакторах
Международная конференция «Актуальные проблемы вычислительной и прикладной математики 2015» (АПВПМ-2015), посвященная 90-летию со дня рождения академика Гурия Ивановича Марчука 19-23 окт. 2015