3 Katalytische Performance der Mo/V(/W)-Mischoxide - tuprints

120 Kinetische Modellierung und Parameterschätzung
Aufgrund des kleinen Leerraumvolumens in der Katalysatorschüttung (VL = 5,08·10 -8 m 3 )
und der ebenfalls geringen axialen Dispersion in diesem Bereich (Dax ≈ 2·10 -5 m 2 s -1 )
weichen die Sprungantworten am Ein- und Ausgang der Reaktionszone kaum
voneinander ab. Die axiale Dispersion im Leitungssystem wurde durch empirische
Anpassung an den experimentellen Kurvenverlauf (von Sauerstoff) ermittelt
(Dax, v ≈ 4,5·10 -4 m 2 s -1 ).
5.2 Reaktionsmodell
Die Auswertung des am Reaktorausgang gemessenen Antwortsignals erfordert neben dem
Reaktormodell ein adäquates Reaktionsmodell, d. h. geeignete kinetische Ansätze zur
Beschreibung einzelner Reaktionsschritte. Die detaillierte Modellierung eines
Reaktionsmechanismus unter Verwendung des oben eingeführten heterogenen
Reaktormodells mit Pfropfenströmung führt dabei zu partiellen Differentialgleichungen.
Im Rahmen der Modelldiskriminierung gilt es, verschiedene mögliche Modelle zu
vergleichen, z. B.:
R SI P 5-14
R SI P 5-15
Dabei sei R das gasförmige Edukt, SI das Oberflächenintermediat und P das gasförmige
Produkt der Reaktion. Ist ein Modell gefunden, das die Experimente sinnvoll
widerspiegelt, muss gezeigt werden, dass nicht auch andere Modelle das Verhalten
genauso gut beschreiben (Modelldiskriminierung).
Im Folgenden soll das der Modellierung zugrunde liegende Reaktionsmodell schrittweise
aufgebaut werden.