第三章-非均相反应-PPT.ppt
《第三章-非均相反应-PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章-非均相反应-PPT.ppt(73页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第三章 非均相反应3.13.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程工业气工业气-固相催化反应举例固相催化反应举例:2固定床反应器固定床反应器径向混合充分径向混合充分,当反应器尺寸当反应器尺寸催化剂颗粒尺催化剂颗粒尺寸时寸时,近似为平推流近似为平推流3.13.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程3流化床反应器流化床反应器宏观上近似为一全混流反应器宏观上近似为一全混流反应器3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程4需解决的问题需解决的问题反应器设计反应器设计固定床反应器体积计算固定床反应
2、器体积计算固定床反应器的平推流性质固定床反应器的平推流性质流化床反应器体积计算流化床反应器体积计算流化床反应器的全混釜性质流化床反应器的全混釜性质重点讨论的问题重点讨论的问题气固反应器内的动力学问题气固反应器内的动力学问题3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程5固定床:近似平推流反应器;固定床:近似平推流反应器;流化床:近似全混流反应器;流化床:近似全混流反应器;床层固体颗粒床层固体颗粒3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程63.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程气固催化反应
3、过程可描述为:气固催化反应过程可描述为:外扩散外扩散内扩散内扩散吸附吸附反应反应脱附脱附外扩散外扩散内扩散内扩散气相反应物由气相主体扩散至催化剂外表面气相反应物由气相主体扩散至催化剂外表面反应物由催化剂外表面扩散至内表面反应物由催化剂外表面扩散至内表面反应物在催化剂内表面发生吸附反应物在催化剂内表面发生吸附反应物在活性中心上进行化学反应生成产物反应物在活性中心上进行化学反应生成产物产物从催化剂内表面发生脱附产物从催化剂内表面发生脱附产物从催化剂内表面向外表面扩散产物从催化剂内表面向外表面扩散产物从催化剂外表面扩散至气相主体产物从催化剂外表面扩散至气相主体73.1气固催化反应过程的控制步骤气固催
4、化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程总体归结为:总体归结为:扩散扩散吸附吸附表面表面反应反应脱附脱附扩散扩散核心核心包含扩散、吸脱附、表包含扩散、吸脱附、表面反应三大过程,即物面反应三大过程,即物理和化学过程理和化学过程8大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和交流可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点9浓浓度度CAgCAsCAcCAe径向位置径向位置RpRp0气气相相主主体体层流区层流区球形催化剂颗粒球形催化剂颗粒球形催化剂颗粒内反应物球形催化剂颗粒内反应物A的浓度分布曲线的浓度分布曲线稳定条件下:稳定条件下:
5、CAgCAsCAcCAe3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程主气流微孔固相催化剂粒子示意图103.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程外扩散外扩散控制:控制:CAgCAsCAc CAerA=kga(CAg-CAs)kga(CAg-CAe)反应速度快,如:反应速度快,如:Pt催化剂上的催化剂上的NH3氧化反应、氧化反应、催化燃烧反应等,过程阻力取决于外扩散。催化燃烧反应等,过程阻力取决于外扩散。113.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程表面反应表面反应控制:控制:CAg CAs
6、 CAcCAerA=AprAs(CA)=AprAs(CAg)反应速度慢,如铁生锈反应、或者流态化下颗粒内反应速度慢,如铁生锈反应、或者流态化下颗粒内部反应。过程阻力取决于表面化学反应。此时反应部反应。过程阻力取决于表面化学反应。此时反应速率称之为本证反应速率或称微观反应速率。速率称之为本证反应速率或称微观反应速率。123.1气固催化反应过程的控制步骤与速率气固催化反应过程的控制步骤与速率方程方程内扩散内扩散控制:控制:CAg CAsCAc CAe3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程反应速度快,而且流体流速较高,过程阻反应速度快,而且流体流速较高,过程阻
7、力取决于颗粒内部的传递。力取决于颗粒内部的传递。:内表面利用率、效率因子或有效因子:内表面利用率、效率因子或有效因子133.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程对于一级不可逆反应:对于一级不可逆反应:=有内扩散影响时的实际反应速率有内扩散影响时的实际反应速率/以颗粒外以颗粒外表面反应条件按本征速率式计算的反应速率。表面反应条件按本征速率式计算的反应速率。表明内扩散表明内扩散对化学反应的对化学反应的影响程度影响程度 111,温度影响,温度影响143.1气固催化反应过程的控制步骤与速率气固催化反应过程的控制步骤与速率方程方程当内外扩散影响均当内外扩散影响均无法
8、忽略时,对于稳无法忽略时,对于稳态过程,依据物料平态过程,依据物料平衡,有:衡,有:rA=kGa(CAg-CAs)rA=kCAs一一级级不不可可逆逆反反应应3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程气固催化一级不可逆反应气固催化一级不可逆反应的宏观速率方程的宏观速率方程153.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程u等温一级不可逆反应等温一级不可逆反应平板:平板:=th()/;=L圆柱:圆柱:;c=R/2球形:球形:;=R/3任意形状:任意形状:=(VP/SP)(kv/De)1/2 内扩散严重时内扩散严重时 =1/不同催化
9、剂条件下的有效因子不同催化剂条件下的有效因子16非一级反应:非一级反应:令令 y=dcA/dl实际宏观反应速度实际宏观反应速度 RAs=2SLrAsn级反应:级反应:=1/3.1气固催化反应过程的控制步骤气固催化反应过程的控制步骤与速率方程与速率方程不同催化剂条件下的有效因子不同催化剂条件下的有效因子173.2气体与催化剂外表面间的传质和传热气体与催化剂外表面间的传质和传热3.2.1传质和传热速率传质和传热速率由前述,外扩散对反应过程有显著影响,其大小由由前述,外扩散对反应过程有显著影响,其大小由反应气体传质系数和传质面积的大小而决定。反应气体传质系数和传质面积的大小而决定。外扩散(外扩散(e
10、xternal transfer)的速率:的速率:NA=kGa(cAg-cAs)NA=kga(pAg-pAs)传质系数确定传质系数确定 传质因子:传质因子:jD=(kG/G)Sc2/3 Schmidt准数:准数:Sc=/D Reynolds准数:准数:Re=dsG/jD=0.725/(Re0.41-0.15)使用条件:使用条件:Re 0.8-2130;Sc 0.6-1300catalystzdc0cs18分子扩散分子扩散费克定律费克定律 N1=-D12dc1/dz N1=-D12 c1多元组分多元组分123.2气体与催化剂外表面间的传质和传热气体与催化剂外表面间的传质和传热气体扩散气体扩散19
11、3.2气体与催化剂外表面间的传质气体与催化剂外表面间的传质和传热和传热传质速率方程:传质速率方程:传热速率方程:传热速率方程:稳态条件下稳态条件下203.2气体与催化剂外表面间的传质气体与催化剂外表面间的传质和传热和传热3.2.2颗粒表面滞留层传递对气固催化反应过程的影响颗粒表面滞留层传递对气固催化反应过程的影响存在气膜传递阻力则存在气膜传递阻力则:颗粒与气流主体的温差大小颗粒与气流主体的温差大小与反应热效应成正比;与反应热效应成正比;传质阻力越小或者传热阻力传质阻力越小或者传热阻力越大,温差越大。越大,温差越大。最大温差:最大温差:扩散控制,反应极快,颗粒扩散控制,反应极快,颗粒表面浓度接近
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 均相 反应 PPT
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),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。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;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),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。