反应过程SCR的动力学方程.ppt

2.3 反应过程—求解O2的反应动力学级数 式中: r NO : 反应速率, m o l/ ( g. s) ; X : NO 的转化率, % ; βO2 : O2的进口浓度, % ; V : 气体流量, mL / s(本实验为 8 . 33 mL / s); W : 催化剂的用量, g(本项实验为 1 . 1 g)。 利用下列公式计算脱硝反应速率随 O2 浓度变化情况，( 见右表 2 )。 O2 浓度 / % NO 转化率 / % 反应速率 rNO / 10- 6mo l ( g .s) 1 85.23 2.857 2 93.96 6.686 3 98.99 12.18 4 99.34 13.46 * 写在前面： 老师，我们现在的ppt还是初稿，其中有些表格跟数据以及拟合还要重新做，还有用EXCEL拟合的也会重新用origin拟合，请老师多多提出意见。 第十组 Reporter :第10组 Supervisor : 氨选择性催化还原（SCR）氮氧化物的动力学研究 CONTENTS 1.研究背景 2.反应动力学研究 3.结论 4.大作业总结 1 研究背景 氮氧化物的危害 SCR-DeNOX 选择性催化还原脱氮（SCR-DeNOX）是指有氧情况下且合适的温度范围内还原剂NH3在催化剂的作用下将NOX有选择地还原为氮气和水，反应式如下： 由于典型烟气中NO占NOX的 95％以上，所以NOx脱除主要是以反应1式为主。 2 SCR动力学研究 SCR-DeNOX 的反应机理 Eley-Rideal 机理 Langmuir-Hinshelwood 机理 NH3和NOX在催化剂上的反应过程可以概括为七个步骤所组成： ① NH3、NOX从主气流穿过催化剂颗粒 外表面的气膜，扩散到催化剂外面； NH3、NOX从催化剂颗粒外表面通过毛 细管扩散到催化剂内部表面； ③ NH3在催化剂面上吸附； SCR-DeNOX 的反应过程 ④ 气态NOX与催化剂表面吸附的NH3进行反应； ⑤ 反应生成物N2、H2O在催化剂表面上脱附； ⑥ 生产物通过催化剂的毛细管扩散到催化剂颗粒的外表面； ⑦ N2、H2O从颗粒外表面穿过气膜扩散到主气流中。 对于气体来说，孔扩散可分为三种： 努森扩散 （ Kundsen ） 分子扩散（bulk diffusion） 表面扩散（surface diffusion） 有效扩散系数 De 的计算 （1） Kundsen 有效扩散系数DKe 的计算 有效扩散系数 De 的计算 （2） 分子有效扩散系数 的计算DBe （3） 有效扩散系数 的计算De 有效扩散系数 De 的计算 在不同压力下气体分子的平均自由程可粗略地用下式进行估计： 当气体分子的平均运动自由程大于孔径时，即 研究的催化剂孔半径 r a＝0.3107*10-6 cm, 代入计算上式，所以可以忽略分子有效扩散系数的影响，则有效扩散系数De为： 有效扩散系数 De 的计算 通过前面物理参数计算可得 V2O5-WO3/TiO2 的有效扩散系数 各试验温度下的扩散系数如下表 该催化剂孔径比较小，努森扩散占主导地位。 是否需要加图 有效扩散系数 De 的计算 对于球形催化剂，令 宏观反应速率为rNO,g，则 设反应混合物的初始摩尔流率 与反应过程中瞬时摩尔流率 相等，则上式变为 2.1 外扩散 SCR 反应体系为稳定流动体系，因此单位时间内扩散到催化剂外表面的 NO 量与催化剂中 NO的反应量相等，即 2.1 外扩散 NO 浓度分率随反应时间τ 的变化方程 CNO,s/CNO,g随温度的变化 CNO,s/CNO,g随温度变化的曲线 2.1 外扩散—外扩散对反应的影响 温度T（°C） 260 320 380 420 C NO,S C NO,g C NO,S/C NO,g 由图 可见，在温度区间 250－420℃内C NO,S/C NO,g≈1 ，主气流中 NO的浓度与催化剂外表面上的浓度 ，外扩散的阻碍作用可以忽略不计. 表和图 首先建立催化剂颗粒内部浓度分布的微分方程，然后根据所规定的边界条件解此微分方程，