反應(yīng)工程老師給的復(fù)習(xí)八傳質(zhì)與1

1、Chemical Reaction Engineering8.3等溫條件下的內(nèi)部傳遞過程特征：內(nèi)表面外表面邊傳遞、邊反應(yīng) （平行-串連過程） 快反應(yīng)、慢反應(yīng)孔內(nèi)擴(kuò)散費克定律 孔內(nèi)有效擴(kuò)散系數(shù)Chemical Reaction Engineering內(nèi)表面利用率最大內(nèi)表面利用率降低西勒（Thiele）準(zhǔn)數(shù)或西勒模數(shù)Chemical Reaction Engineering特征長度L表示的：Chemical Reaction Engineering三、幾點討論 的物理意義可忽略嚴(yán)重 影響程度Chemical Reaction Engineering 影響 的因素Zn=1， 與 無關(guān)，與 Z 無關(guān)n

2、1, n1,Chemical Reaction Engineering四、內(nèi)擴(kuò)散嚴(yán)重時表觀動力學(xué)外擴(kuò)散控制時Chemical Reaction Engineering五、內(nèi)擴(kuò)散阻力的判別實驗判別-粒度試驗 不變， 內(nèi)擴(kuò)散影響可忽略x忽略嚴(yán)重 計算法表觀動力學(xué)法 在本征動力學(xué)已知時，比較Chemical Reaction Engineering影響可忽略影響嚴(yán)重可測計算Chemical Reaction Engineering六、內(nèi)擴(kuò)散阻力的消除方法 適宜的活性、溫度 Cat.的制備改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)：雙孔結(jié)構(gòu)焙燒擴(kuò)孔De涂層：蛋殼型 蛋白型 蛋黃型Chemical Reaction Engineer

3、ing氣固催化反應(yīng)過程的優(yōu)化 固體催化劑的工程設(shè)計，即在顆粒尺度上為反應(yīng)提供有利的濃度分布和溫度分布； 反應(yīng)器形式的確定，即設(shè)備尺度上為為反應(yīng)提供有利的濃度分布和溫度分布； 操作條件的確定，即在設(shè)備尺度上確定濃度和溫度的水平。 催化劑顆粒形狀和大小的確定: 顆粒內(nèi)傳質(zhì)、傳熱對反應(yīng)的影響 床層壓力降催化劑的強(qiáng)度和制備成本Chemical Reaction Engineering內(nèi)外擴(kuò)散與催化劑設(shè)計關(guān)系小尺寸，具有高S/V值的催化劑顆?？蓽p輕內(nèi)外擴(kuò)散的影響；床層的壓力降與顆粒尺寸的23次方成反比，隨著顆粒尺寸減小床層壓力降將急劇上升當(dāng)長徑比和顆粒直徑相同時，異形催化劑能提供更大的比表面，這有利于降

4、低催化劑顆粒內(nèi)外的擴(kuò)散阻力 Chemical Reaction Engineering活性組分向顆粒外表面集中有利于提高串聯(lián)反應(yīng)的選擇率 ；正級數(shù)反應(yīng)， “蛋殼型”催化劑的性能通常優(yōu)于活性組分均勻分布的催化劑 ；負(fù)級數(shù)反應(yīng) ，“蛋黃型”催化劑 有利Chemical Reaction Engineering催化劑的活性中心和傳遞阻力主要集中在微孔內(nèi)一方面，微孔的孔徑小，比表面積大，能負(fù)載更多的活性組分，有利于提高催化劑的活性；另一方面，孔徑太小不利于反應(yīng)物向催化劑內(nèi)部擴(kuò)散，也不利于反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)散離開催化劑，又會限制催化劑活性的發(fā)揮； 對平行反應(yīng)，當(dāng)主反應(yīng)級數(shù)高于副反應(yīng)級數(shù)時，催化劑孔徑小不利于反應(yīng)

5、的選擇率；當(dāng)主反應(yīng)級數(shù)低于副反應(yīng)級數(shù)時，催化劑孔徑小有利于反應(yīng)的選擇率；當(dāng)主反應(yīng)級數(shù)和副反應(yīng)級數(shù)相同時；孔徑對選擇率沒有影響。對串聯(lián)反應(yīng)，催化劑孔徑小一般將使選擇率降低。 Chemical Reaction Engineering內(nèi)、外擴(kuò)散實驗判斷步驟：計算宏觀反應(yīng)速率R dp不變，u或N不同，判斷外擴(kuò)散 dp 變化，判斷內(nèi)擴(kuò)散影響程度 計算活化能 E（表觀或本征）Chemical Reaction Engineering等溫條件下的總效率因子定態(tài)下,傳質(zhì)速率=反應(yīng)速率n=1Chemical Reaction Engineering氣固催化反應(yīng)動力學(xué)的實驗測定 空白試驗； 催化劑穩(wěn)定性試驗；

6、擴(kuò)散的影響本征(微觀）動力學(xué)表觀（宏觀）動力學(xué)：顆粒，床層 傳熱； 流動Chemical Reaction Engineering動力學(xué)實驗 積分法 微分法 問題：實驗的精確度 間歇釜PFRCSTRChemical Reaction Engineering8.4非等溫條件下的傳遞過程氣相主體一、顆粒的外表面溫度熱量衡算：對顆粒定態(tài)下：粒內(nèi)反應(yīng)熱量=與外界傳熱量交換給熱系數(shù) h Chemical Reaction Engineering傳質(zhì)、傳熱具有類似律對氣體傳質(zhì)JD因子傳熱JH因子Chemical Reaction Engineering絕熱溫升當(dāng)外擴(kuò)散控制當(dāng)反應(yīng)控制時， 例如：催化劑結(jié)炭后

7、，用空氣燒焦絕熱溫升Ts 超過催化劑耐熱溫度降低 的措施：水蒸汽稀釋 加惰性氣體Chemical Reaction Engineering二、顆粒的內(nèi)表面溫度由熱量衡算得：(對球殼微元作衡算）最大溫差10Chemical Reaction Engineering對放熱反應(yīng)，有可能 ；對吸熱反應(yīng)，則n=1n=1三、非等 溫顆粒外部效率因子Chemical Reaction Engineering四、非等 溫顆粒內(nèi)部效率因子因為溫差很小，非等 溫的效率因子變化一般可忽略。Chemical Reaction Engineering 分析討論內(nèi)擴(kuò)散對各類典型反應(yīng)結(jié)果（反應(yīng)速率或選擇性）的影響?Chemical Reaction Engineering反