第1页：气固催化反应动力学
气固催化反应动力学
- 反应过程
- (1)反应物从气流主体-催化剂外表面
- (2)进一步向催化剂的微孔内扩散
- (3)反应物在催化剂的表面上被吸附
- (4)吸附的反应物转为为生成物
- (5)生成物从催化剂表面脱附下来
- (6)脱附生成物从微孔向外表面扩散
- (7)生成物从外表面扩散到气流主体(1),(7)：外扩散；(2),(6)内扩散(3),(4),(5)：动力学过程主气流微孔固相催化剂粒子示意图
第2页：催化剂反应动力学
催化剂反应动力学
第3页：催化剂反应动力学
本页以图示形式呈现催化剂反应动力学，源文件仅提供图示标题，未给出可提取的说明文字。
注：本页属气固催化反应动力学章节的图示页，图形细节建议对照原课件图片补充说明。
第4页：催化剂反应动力学
催化剂反应动力学
反应速度取决于带^反应(最慢反应)，其它都达到平衡例：A＋BR＋SA的吸附：B的吸附：表面反应：R的脱附：S的脱附：表面反应控制吸附或脱附控制
第5页：表面化学反应速率
表面化学反应速率
- 表面化学反应速率
- 对于催化床NA－反应物A的流量，kmol/hVR－反应气体体积，m3x－转化率L－反应床长度，mA－反应床截面积，m2Q－反应气体流量，m3t－接触时间，hcA0－反应物的初始浓度,kmol/m3
第6页：宏观动力学方程
宏观动力学方程
- 宏观动力学方程
- 外扩散的传质速率KG－扩散系数，m/hSe－单位体积催化剂的外表面积，m2/m3φa－催化剂的有效表面系数；球形φa＝1CAG－主气流中反应物A的浓度，mol/m3CAS－催化剂外表面上A的浓度，mol/m3
第7页：内扩散反应速率Ks－反应速率
内扩散反应速率Ks－反应速率
- 宏观动力学方程
- 内扩散反应速率Ks－反应速率常数η－催化剂有效系数Si－单位体积催化剂的内表面积,m2/m3f－与浓度分布有关的函数
第8页：催化剂有效系数
催化剂有效系数
- 催化剂有效系数
- 反应催化剂微孔内浓度分布对反应速率的影响
- 在内扩散的影响下
- 催化剂微孔内表面上反应物很低，沿微孔方向降至平衡浓度
- 催化剂内表面积并未充分利用
- η值较小
第9页：实验测定
实验测定
- 催化剂有效系数
- 实验测定
- s－齐勒模数R－催化剂特征长度Kv－反应速率常数Deff－内扩散系数
- 计算法
- 等温一级不可逆反应，球形催化剂
- 若
- s很小，
- 1，说明内扩散的影响可以忽略；反之不容忽视
第10页：一级不可逆反应
一级不可逆反应
第11页：内外扩散的影响
内外扩散的影响
- 外扩散控制
- 降低催化剂表面反应物浓度，从而降低反应速度
- 表现因数：KG
- 消除方法
- 提高气速，以增强湍流程度，减小边界层厚度
- 气速提高到一定程度，转化率趋于定值，外扩散影响消除－下限流速
第12页：内扩散控制
内扩散控制
内外扩散的影响
- 内扩散控制
- 降低催化剂内反应物浓度，从而降低反应速度
- 表现因数：η
- 消除方法
- 尽量减小催化剂颗粒大小
- 粒径减小到一定程度，转化率趋于定值，内扩散影响消除
