Simulations of the effect of hydrodynamic conditions and properties of membranes on the catalytic performance of a fluidized-bed membrane reactor for partial oxidation of methane

Authors


Abstract

In a fluidized-bed membrane reactor the selectivity of separation can be controlled by influencing the hydrodynamics of the fluidized bed. In this reactor type, with the mass transport limitation between bubbles and the emulsion phase, even with the non-selective membranes, high selectivity of separation can be achieved. This opens the possibility for applications of membrane reactors for reaction systems for which selective membranes do not exist, e.g. when Knudsen-type membranes or form-selective separation can not be applied. This paper is aimed at explaining the interaction between the selectivity of separation and the hydrodynamics of the fluidized bed by means of simulations that were performed for a fluidized-bed membrane reactor for catalytic partial oxidation of methane.

Abstract

Dans un réacteur à membrane à lit fluidisé, la sélectivité de la séparation peut être contrôlée en agissant sur l'hydrodynamique du lit fluidisé. Dans ce type de réacteur, vu la limitation du transport massique entre la phase bulleuse et la phase d'émulsion, même avec des membranes non sélectives, on peut réaliser une forte sélectivité de la séparation. Cela rend possible des applications de réacteurs à membrane pour des systèmes de réaction pour lesquels il n'existe pas de membranes sélectives, par exemple lorsque des membranes de type Knudsen ou la séparation à sélection de forme ne peuvent pas être appliquées. On se propose dans cet article d'expliquer l'interaction entre la sélectivité de la séparation et l'hydrodynamique du lit fluidisé par des simulations qui ont été effectuées pour un réacteur à membrane à lit fluidisé dans le cadre de l'oxydation catalytique partielle du méthane.

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