Perpustakaan Digital ITB

Dalam pengoperasian reaktor unggun tetap seringkali terjadi fenomena distribusi aliran tidak merata (flow maldistribution) dan panas terlokalisir (hot spot). Fenomena ini dapat menimbulkan banyak masalah operasi atau mempengaruhi parameter-parameter proses lainnya. Masalah operasi tersebut antara lain meningkatnya reaksi samping dan deaktivasi katalis. Terjadinya fenomena ini dapat dikaji dengan melakukan simulasi menggunakan komputer. Reaksi oksidasi metanol menjadi formaldehid pada reaktor unggun tetap merupakan sistem yang akan dikaji. Model yang digunakan adalah model 2D-HOM-PVP (two-dimensional pseudohomogeneous model with porosity and velocity profiles). Model ini disusun berdasarkan model dua dimensi pseudohomogen konservasi massa, energi, dan momentum dengan penambahan model distribusi porositas unggun. Selanjutnya, model-model ini diselesaikan menggunakan metoda semidiskretisasi. Hasil simulasi memberikan kesesuaian yang cukup baik secara kualitatif ketika dibandingkan dengan data eksperimen Panthel. Distribusi aliran tidak merata terjadi karena adanya distribusi porositas unggun yang tidak seragam. Panas terlokalisir terjadi sebagai konsekuensi kesetimbangan panas di sepanjang reaktor. Distribusi spesies terjadi karena laju reaksi di setiap titik tidak seragam. Variasi terhadap harga konstanta laju reaksi, konduktivitas termal ke arah radial, konstanta perpindahan panas dinding reaktor, difusivitas massa ke arah radial, dan viskositas fluida menyimpulkan bahwa peristiwa perpindahan panas lebih berpengaruh terhadap distribusi aliran, panas dan spesies dibandingkan peristiwa perpindahan massa atau momentum. Peningkatan temperatur umpan, temperatur dinding dan fraksi metanol dalam umpan menyebabkan temperatur panas terlokalisir meningkat. Namun hal sebaliknya terjadi pada peningkatan laju alir massa umpan. Dalam simulasi ini dilakukan juga simulasi bernilai batas menggunakan metoda bidik tembak (shooting method). Simulasi bernilai batas yang dimaksud adalah menetapkan konversi keluaran reaktor dengan menebak salah satu harga parameter operasi.