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反应过程分析
第六章气固相催化反响
和反响器
一传递过程与宏观动力学
二粒内传质与ζ
三粒外传质与η
四多段换热式催化反响器
五连续换热式催化反响器
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反应过程分析
一传递过程与宏观动力学
〔一〕气-固相催化反响过程剖析
过程分析与浓度分布(深入颗粒内局部析)
1.过程历程:
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反应过程分析
浓度分布
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反应过程分析
可逆反响,在
r=R处达平衡
r=0~Rd区为死
区(无反响)
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反应过程分析
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反应过程分析
〔二〕宏观动力学方程
1.宏观动力学方程的表达
粒内反响量等于气流主体向颗粒外表的外扩量:
rA=kgSe(CAg-CAS)=ksSif(CAS)ζ
rA:宏观反响速率(综合内外扩散);
kg:外扩散传质系数;
ks:单位时间外表积上的反响速率常数;
Se:单位体积催化剂的外外表积;
Si:单位体积催化剂的内外表积;
ζ:内扩散效率因子或内外表利用率。
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反应过程分析
对一级不可逆反响f(CAS)=CAS
对一级可逆反响
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反应过程分析
2.宏观反响中颗粒的传热(粒外温差)
颗粒内反响热等于颗粒外外表与气流主体的传热量:
rA(-ΔHR)=ksSif(CAS)ζ(-ΔHR)=αSSe(Ts-Tg)
αS:颗粒外外表对气流主体给热系数;
Ts:颗粒外外表温度;
Tg:气流主体温度。
放热反响:ΔHR0,TsTg
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反应过程分析
3.内外表利用率(内扩散效率因子)ζ
由于内扩,CA↓,rA↓;
由于平衡ΔCA↓,rA↓,S内未全利用,故有ζ
ζ=1,(化学动力学)本征过程,C=C
AAS
一般:0ζ1,CC,
AAS
内扩散影响严重(CC,ζ1)
AcAS
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