N2O selectivity in industrial NH3 oxidation on Pt-gauze is determined by interaction of local flow and surface chemistry: A simulation study using mechanistic kinetics
Notice bibliographique
Résumé
Despite significant effort spent on the investigation of catalytic ammonia oxidation at the molecular scale, there is surprisingly little work that investigates the behavior of the established reaction mechanisms under industrial conditions in the presence of mass transfer limitations. This paper presents reactive flow simulations of ammonia oxidation on platinum gauzes under industrial operating conditions, combining a mechanistic description of the surface chemistry with the computation of the flow-, temperature and concentration fields around the platinum wires. Overall, the simulations yield temperature- and concentration fields, as well as integral N2O selectivity in line with industrial experience and (limited available) experimental data. In particular, the simulations predict the experimentally observed increase of the integral N2O selectivity with increasing flow velocity, decreasing wire diameter and wire-to-wire distance, and increased surface area due to surface reconstruction. The main result of the paper is that the local interaction of flow and surface chemistry leads to a variation in the local N2O selectivity across the gauze:The N2O and N2 selectivity is higher on the front side of a wire than on the rear side. A reduced N2O selectivity is observed where one wire is shadowed by another wire. Increased N2O selectivity is observed at stagnation points where upstream wires direct the flow so that it hits a downstream wire with higher velocity. These examples show that - through the flow directing effect of the upstream wires- the selectivity on an individual wire is influenced by the presence of other wires. This observation provides a mechanistic explanation for the industrial observation that optimized gauze geometries can lead to reduced N2O formation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».