Modelling of Trickle Bed Reactor for the Catalytic Wet Air Oxidation of Phenol

Authors


Abstract

A non-isothermal trickle-bed transport-reaction model has been developed and tested for the catalytic wet air oxidation of phenol over CuO/γ-Al2O3. Isothermal simulations confirmed that partial catalyst wetting, and the resulting gas-solid mass transfer, leads to higher phenol conversions, when oxygen is the limiting reactant. Non-isothermal simulations evidenced that phenol conversion and adiabatic temperature rise may be overestimated if water evaporation is neglected. When accounting for the latter, the temperature rise exhibited a maximum at gas velocities slightly above the stoichiometric demand for complete mineralisation. It was further observed that under the conditions studied, the temperature rise levels off with increasing inlet phenol concentration, while with increasing inlet temperature it reaches a maximum and then drops.

Abstract

Un modèle de transport-réaction à lit ruisselant non isotherme a été mis au point et testé pour l'oxydation à l'air humide catalytique du phénol sur CuO/γ-Al2O3. Les simulations isothermes confirment que le mouillage partiel du catalyseur, et le transfert de matière gaz-solide qui en résulte, mène à des conversions de phénol supérieures, lorsque l'oxygène est le réactif limitant. Les simulations non isothermes mettent en évidence que l'augmentation de la conversion de phénol et de la température adiabatique peut être surestimée si l'évaporation de l'eau est négligée. Si on tient compte de ce dernier élément, l'augmentation de la température montre un maximum à des vitesses de gaz légèrement au-dessus de la demande stoechiométrique pour une minéralisation complète. On a par ailleurs observé que dans les conditions étudiées, l'augmentation de la température plafonne avec l'augmentation de la concentration de phénol d'entrée, tandis qu'avec l'augmentation de la température d'entrée elle atteint un maximum avant de chuter.

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