催化反应工程华东理工大学工业反应过程分析导论(1).pdfVIP

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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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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浓度分布

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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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〔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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对一级不可逆反响f(CAS)=CAS

对一级可逆反响

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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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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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