- 1、本文档共17页,可阅读全部内容。
- 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
多孔催化剂中的扩散与反应
化学反应工程(Chemical Reaction Engineering) 西南科技大学 讨论过程中要注意的内容有:①内孔表面积颗粒外表面积②内扩散与表面反应是并联过程③内表面的利用率(与浓度分布有关)④浓度分布 第四节 多孔催化剂中的扩散与反应 chapterⅥ 多相系统中的化学反应与传递模型 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 对于一级不可逆反应,在如图6.3所示的无限长薄片催化剂上反应,催化剂的厚度为2L(无限长的假设是为了没有端效应,只是一维问题),通过物料衡算得到: §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 图6.3多孔催化剂内反应组分的浓度分布 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 注意: 对于扩散面积a,扩散表面为平面时,各处的扩散表面都是一样的;如果扩散表面为球面,各处的扩散表面发生变化。此外,kP为以颗粒体积定义的速率常数。 边界条件: Z=L, CA=CAS Z=0 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 进行无因次化,设 则 边界条件化成 ζ=1, ξ=1;ζ=0时, 则 由此推导出式(6.52),图6.4给出了浓度 的分布曲线。 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 其中,作为参数的是西尔模数φ,当φ较 大时, 随 下降的幅度加大。 其物理意义为: (6.52) 一、多孔催化剂内反应组分的浓度分布 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 二、内扩散有效因子 颗粒内浓度并不均匀,总反应速率是需要对整个颗粒平均 代入式(6.52)得到 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 对于球形催化剂,半径为RP,反应扩散方程为(对一级不可逆反应) 得到的有效因子为 对于半径为RP的无限长圆柱,或两端面无孔的有限长圆柱,反应扩散反程为 二、内扩散有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 得到的有效因子为 西尔模数可以用如下的普遍定义: 二、内扩散有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 前面分别介绍了外扩散效因子ηx和内扩散有效因子η,若反应过程中内、外扩散都有影响、则定义总有效因子η0为 根据前边已讨论的内容,对一级不可逆反应可以写出 (6-67) §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 在反应过程达到定态时这三个等式是等效的,第一个式子表示反应速率与外扩散速率相等,第二个式子是以内扩散有效因子表示的反应速率,式中的CAS已暗含着外扩散的影响;第三式是以总有效因子表示的反应速率。由此可导出 (6-69) (6-68) 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 式(6-69)与式(6-67)对比可知 ① 若只有外扩散影响,内扩散阻力可不计, 即η=1,则 式(6-70)简化 将式(6-71)与前边式(6-21)相比较,此时的η0恰与外扩散有效因子ηx相等,显然这是合理的,因为总的效因子只是由外扩散影响产生。 (6-70) (6-71) 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 ② 当只有内扩散影响,外扩散阻力可不计,即CAG=CAS,Da=0,则式(6-70)简化为 对于无限长薄片催化剂上进行的一级不可逆反应,内扩散有效因子为 其中的西尔模数为 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 相应的外扩散有效因子和总有效因子分别为 根据关系式: 因为 所以 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 令 --拜俄准数 那么 拜俄准数的物理意义为 注意: ① 当 时,外扩散 阻力可忽略,此时 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应 ② 时,内扩散阻力可忽略,此时 应该指出,ηx、η、η0的引入使反应宏观动力学问题得到了简化。催化剂内扩散有效因子η还可以理解为催化剂内表面的利用率。以上是针对等温过程所进行的讨论,即颗粒内温度均一且等于流体的温度,否则还要进行热量衡算,并与物料衡算联合求解。 三 、内外扩散都有影响时的有效因子 §6-4 多孔催化剂中的扩散与反应
您可能关注的文档
- 各类食品营养动物性食品畜禽鱼类奶类及其制品蛋类及其制品动物.ppt
- 台南立民德国中100学年第二学期第二次成绩考查三年级理化科.doc
- 吉林农业科学院大豆育种回顾与展望.ppt
- 吉林高等学校毕业生就业信息网.doc
- 听障幼儿沟通能力的指导-优质特教网.doc
- 合作策略性行为-上海财经大学.ppt
- 吸收马可夫链.ppt
- 台南立安定国中.ppt
- 员工年考核总表.doc
- 员工培训与发展员工培训和发展概述1员工培训和发展的概念.ppt
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit13【速记清单】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit9【速记清单】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit11【速记清单】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit14【单元测试·提升卷】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit8【速记清单】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit4【单元测试·提升卷】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit13【单元测试·基础卷】(原卷版+解析).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit7【速记清单】(原卷版+解析).docx
- 苏教版五年级上册数学分层作业设计 2.2 三角形的面积(附答案).docx
- 人教版九年级英语全一册单元速记•巧练Unit12【单元测试·基础卷】(原卷版+解析).docx
文档评论(0)