《化学反应工程：第八章 气固催化反应过程的传递现象复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应工程：第八章 气固催化反应过程的传递现象复习（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Chemical Reaction Engineering放热放热吸热吸热气相主体气膜气膜气相主体主体气膜气膜主体AAPP8. 气固催化反应过程的传递现象气固催化反应过程的传递现象Chemical Reaction Engineering非均相反应过程处理方法非均相反应过程处理方法效率因子法效率因子法反应速率效率因子反应速率效率因子反应选择率效率因子反应选择率效率因子 可测：气相主体可测：气相主体不可测：反应场所不可测：反应场所Chemical Reaction Engineering表观动力学法表观动力学法以气相主体的温度、浓度关联动力学方程：以气相主体的温度、浓度关联动力学方程：表观级数表
2、观级数表观活化能表观活化能床层动力学床层动力学包含内、外扩散的动力学包含内、外扩散的动力学颗粒动力学颗粒动力学包含内扩散的动力学包含内扩散的动力学效率因子法效率因子法 以本征动力学为基础以本征动力学为基础判断影响程度判断影响程度表观动力学法表观动力学法以实际测定参数关联以实际测定参数关联应用应用Chemical Reaction Engineering8.2 等温条件下的外部传质过程等温条件下的外部传质过程等温不可逆反应等温不可逆反应AP定态下定态下,传质速率传质速率=反应速率反应速率传质速率传质速率一、反应速率与传递速率一、反应速率与传递速率特征：传递特征：传递反应（反应（串连过程串连过程）
3、存在控制步骤存在控制步骤S气相主体气相主体GChemical Reaction Engineering传质传质浓度差异浓度差异传质传质 外表面浓度外表面浓度当当 时，时， 外扩散控制外扩散控制 当当 时，时， 反应控制反应控制Chemical Reaction Engineering二、极限反应速率和极限传质速率二、极限反应速率和极限传质速率实际反应速率实际反应速率传质速率传质速率极限反应速率（本征）极限反应速率（本征）表观动力学参数表观动力学参数当当 时，时， 反应控制反应控制Chemical Reaction Engineering表观动力学参数：表观动力学参数：D扩散系数扩散系数气膜厚度
4、气膜厚度ED扩散活化能扩散活化能ED数量级：数量级：412 kJ/mol ( 1-3 kcal/mol )（本征活化能：（本征活化能：40200200 kJ/mol）当当 时，时， 外扩散控制外扩散控制 Chemical Reaction Engineering双组分系统中双组分系统中 A+BP 表观反应速率对关键组分的级数为表观反应速率对关键组分的级数为1，非关键组分的级，非关键组分的级数为数为0； 表观活化能即为关键组分的扩散活化能表观活化能即为关键组分的扩散活化能当传质控制时当传质控制时 Chemical Reaction Engineering三、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子三、
5、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子定义：定义：达姆克勒（达姆克勒（DamkDamk hlerhler）准数）准数Da 1，反应控制，反应控制Da 5，传质控制，传质控制Chemical Reaction Engineering一般情况下一般情况下Chemical Reaction Engineering的关系的关系的测定：的测定：可测可测Chemical Reaction Engineering 1.2.Zn=1， 与与 无关，与无关，与Z无关无关n1, nu0 时，时，如如 x不变，不变，则外扩散排除则外扩散排除uxSV不变不变u0RxR0循环反应器中，改变循环比循环反应器中，改变循环比当当
6、 RR0 时，时，如如 x不变，不变，则外扩散排除则外扩散排除Chemical Reaction EngineeringNxN0转框式反应器中，改变转速转框式反应器中，改变转速N当当 NN0 时，时，如如 x不变，不变，则外扩散排除则外扩散排除无梯度反应器无梯度反应器Chemical Reaction Engineering8.3等温条件下的内部传递过程等温条件下的内部传递过程特征：边传递、边反应特征：边传递、边反应 （平行平行-串连过程串连过程） 快反应、慢反应快反应、慢反应 西勒（西勒（Thiele）准数或西勒模数）准数或西勒模数内表面利用率最大内表面利用率最大内表面利用率降低内表面利用率
7、降低Chemical Reaction Engineering二、内部效率因子二、内部效率因子实际反应量实际反应量=孔口扩散量孔口扩散量VPChemical Reaction Engineering特征长度特征长度L表示的表示的：Chemical Reaction Engineering三、几点讨论三、几点讨论 的物理意义的物理意义可忽略可忽略严重严重 影响程度影响程度注意单位！注意单位！Chemical Reaction Engineering 影响影响 的因素的因素Zn=1， 与与 无关，与无关，与 Z 无关无关n1, n1,Chemical Reaction Engineering四、内
8、扩散严重时表观动力学四、内扩散严重时表观动力学外扩散控制时外扩散控制时Chemical Reaction Engineering五、内扩散阻力的判别五、内扩散阻力的判别实验判别实验判别-粒度试验粒度试验 不变，不变， 内扩散影响可忽略内扩散影响可忽略x忽略忽略严重严重 计算法计算法表观动力学法表观动力学法 在本征动力学已知时，比较在本征动力学已知时，比较Chemical Reaction Engineering影响可忽略影响可忽略影响严重影响严重可测可测计算计算Chemical Reaction Engineering六、内扩散阻力的消除方法六、内扩散阻力的消除方法 适宜的活性、温度适宜的活性
9、、温度 Cat.的制备的制备改变内部结构：双孔结构改变内部结构：双孔结构焙烧焙烧扩孔扩孔De涂层：蛋壳型涂层：蛋壳型 蛋白型蛋白型 蛋黄型蛋黄型Chemical Reaction Engineering 分析讨论外扩散对各类典型反应结果（反应速率分析讨论外扩散对各类典型反应结果（反应速率或选择性）的影响或选择性）的影响? 分析讨论内扩散对各类典型反应结果（反应速率分析讨论内扩散对各类典型反应结果（反应速率或选择性）的影响或选择性）的影响? 分析讨论返混对各类典型反应结果（反应速率或选分析讨论返混对各类典型反应结果（反应速率或选择性）的影响择性）的影响?Chemical Reaction Engineering内、外扩散实验判断步骤：内、外扩散实验判断步骤：计算宏观反应速率计算宏观反应速率R dp相同，相同，u或或N不同，判断外扩散不同，判断外扩散 u或或N相同相同, dp 变化，判断内扩散影响程度变化，判断内扩散影响程度计算活化能计算活化能 E（表观或本征）（表观或本征）
