Measurement of intrinsic rates for homogeneous gas-phase reactions at high temperatures

Authors

  • Michael S. Kallos,

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, AB T2N 1N4, Canada
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  • Hilton Chin,

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, AB T2N 1N4, Canada
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  • Anil K. Mehrotra,

    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, AB T2N 1N4, Canada
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  • Leo A. Behie

    Corresponding author
    1. Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, AB T2N 1N4, Canada
    • Department of Chemical and Petroleum Engineering, University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, AB T2N 1N4, Canada
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Abstract

A coiled quartz tubular reactor has been designed to measure the intrinsic reaction kinetics for homogeneous reactions at high temperatures up to 1100°C. Actual gas residence times were less than 100 ms. A simple and well-studied test reaction (i.e., the decomposition of nitrous oxide, N2O), with published intrinsic kinetics, was used to verify the operation of the experimental reactor. For this system, Peclet numbers (Pe = uL/DL) computed from experimental conversion data were greater than 1000, indicating that the plug flow assumption could be used with this reactor system to determine intrinsic rate expressions with errors of less than 5% for the conditions studied.

Abstract

On a concu un réacteur tubulaire à Serpentins en quartz afin de mesurer les cinétiques de réactions intrinséques pour des réactions homogénes à des temperatures elevees allant jusqu'à 1100°C. Les temps de séjour reels du gaz sont inférieurs à 100 ms. On a utilisé une reaction d'essai simple et bien étudie (à savoir la décomposition de l'oxyde nitreux, N2O), ainsi qu'une des cinétiques intrinséques publiées, pour vérifier le fonctionnement du réacteur expérimental. Pour ce Systeme, les nombres de Peclet (Pe = uL/DL) calculés par ordinateur à partir de données de conversions expérimentales sont superieurs à 1000, ce qui indique que l'hypothése de l'écoulement piston pourrait être utilisée avec ce Systéme de réacteur pour déterminer les expressions de vitesses intrinséques avec des erreurs inférieures à 5% pour les conditions étudiées.

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