Students will be able to:

1. Formulate local balance of mass, motion and energy in reaction systems.

2. Describe the construction of ubiquitous chemical reactors.

3. Formulate mathematical models of a selected reactor on the basis of its construction and discuss their advantages and drawbacks.

4. Account for steady-state and dynamic behaviour of chemical reactors with the aid of mathematical modelling.

5. Interpret experimental kinetic data.

Studenti budou umět:

1. Formulovat lokální bilance hmotnosti, hybnosti a energie pro reagující soustavy.

2. Popsat konstrukci nejčastěji používaných chemických reaktorů.

3. Na základě volby typu reaktoru (jeho konstrukce) sestavit matematické modely reaktorů a diskutovat jejich přednosti a nedostatky.

4. Vysvětlit statické a dynamické chování chemických reaktorů na základě numerického řešení matematických modelů.

5. Interpretovat experimentální kinetická data.

Students must pass the final written test and, consequently, must pass the oral examination.

Studenti musí úspěšně napsat zkouškový test a následně uspět u ústní zkoušky.

R: K. R. Westerterp, W. P. M. Van Swaaij, A. A. C. M. Beenackers: Chemical Reactor Design and Operation, J. Wiley & Sons, Chichester (1984). ISBN: 0 471 90183 0

A: H. Scott Fogler: Elements of Chemical Reaction Engineering. 4th Edition Prentice Hall, 2006, ISBN: 0-13-047394-4.

A: H. A. Jakobsen: Chemical Reactor Modeling. Multiphase Reactive Flow. Springer, Berlin (2008). ISBN: 978-3-540-25197-2

Povinná:

• Aplikovaná reakční kinetika, Bernauer, Bohumil, Fíla, Vlastimil, Bernauer, Milan
• Chemical Reactor Design and Operation, K. R. Westerterp, W. P. M. van Swaaij and A. A. C. M. Beenackers, 1984

Doporučená:

• Chemical Reactor Modeling. Multiphase Reactive Flows, Hugo A. Jakobsen, 2008

Syllabus

1. Revision of basic terminology of chemical kinetics and reactor engineering. Revision of basic (ideal) types of chemical reactors.

2. Local balances of mass, momentum and energy: Equations of continuity, motion, and energy.

3. Rate laws for complex reaction systems. Langmuir-Hinshelwood and Eley-Rideal mechanisms of reactions at solid-gas interface.

4. Estimation of parameters of kinetic equations.

5. Transport phenomena in porous catalysts. Transport mechanisms. Maxwell-Stefan’s equations. Effective transport coefficients and their estimation.

6. Porous particle of catalyst and mass transport.

7. Porous particle of catalyst and simultaneous mass and heat transport.

8. Fixed bed reactors: gaseous reaction mixture – solid catalyst.

9. One-dimensional pseudo-homogeneous model of catalytic reactors with heat transfer.

10. Two-dimensional pseudo-homogeneous model of catalytic reactors with heat transfer.

11. Two-dimensional heterogeneous model of catalytic reactors with heat transfer.

12. Multiphase reactors (trickle bed and slurry reactors).

1. Opakování základní pojmů z chemické kinetiky a reaktorového inženýrství. Opakování základních (ideálních) typů chemických reaktorů.

2. Lokální bilance hmotnosti, hybnosti a energie.

3. Kinetické rovnice pro popis složitých reakčních soustav. Langmuir-Hinshelwoodův and Eley-Ridealův mechanismus reakcí na rozhraní tuhá látka – plyn.

4. Identifikace parametrů kinetických rovnic.

5. Transportní jevy v pórovitých katalyzátorech. Mechanismy transportu. Maxwell-Stefanovy rovnice. Efektivní transportní koeficienty a jejich experimentální určování.

6. Částice pórovitého katalyzátoru a transport hmoty.

7. Částice pórovitého katalyzátoru a současný transport hmoty a tepla.

8. Reaktory pro soustavu plynná reakční směs – tuhý katalyzátor.

9. Jednorozměrný pseudohomogenní model katalytického reaktoru s výměnou tepla.

10. Dvourozměrný pseudohomogenní model katalytického reaktoru s výměnou tepla.

11. Dvourozměrný heterogenní model katalytického reaktoru s výměnou tepla.

12. Vícefázové reaktory

Perry's chemical engineering handbook, McGraw-Hill, New York, 1999, 0071154485

Matlab software.

Perry's chemical engineering handbook, McGraw-Hill, New York, 1999, 0071154485

Matlab software.