第六章固定床反應(yīng)器

1第六章固定床反應(yīng)器

氣固相催化反應(yīng)器可分三大類：固定床反應(yīng)器；流化床反應(yīng)器；移動床反應(yīng)器。固體催化劑顆粒堆積起來所形成的固定床層靜止不動，氣體反應(yīng)物自上而下流過床層，進行反應(yīng)的裝置稱作固定床反應(yīng)器。6.1概述

4主要固定床催化反應(yīng)過程如下表基本化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè)烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化一氧化碳變換一氧化碳甲烷化氨合成二氧化硫氧化甲醇合成催化重整異構(gòu)化二氯化烷醋酸乙烯酯丁二烯順酐苯酐環(huán)已烷苯乙烯加氫脫烷基6.1.1固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點固定床層內(nèi)的氣相流動接近平推流，有利于實現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)化率與選擇性；可用較少量的催化劑和較小的反應(yīng)器容積獲得較大的生產(chǎn)能力；結(jié)構(gòu)簡單、催化劑機械磨損小，適合于貴金屬催化劑；反應(yīng)器的操作方便、操作彈性較大。相對于流化床反應(yīng)器，固定床反應(yīng)器缺點催化劑顆粒較大，有效系數(shù)較低；催化劑床層的傳熱系數(shù)較小，容易產(chǎn)生局部過熱；催化劑顆粒的更換費事，不適于容易失活的催化劑。6.1.2固定床反應(yīng)器類型固定床反應(yīng)器形式多種多樣，按床層與外界的傳熱方式分類，可有以下幾類：絕熱式固定床反應(yīng)器，多段絕熱式固定床反應(yīng)器，列管式固定床反應(yīng)器，自熱式反應(yīng)器。1.絕熱式固定床反應(yīng)器反應(yīng)器外殼包裹絕熱保溫層，使催化劑床層與外界沒有熱量交換。中空圓筒的底部放置擱板，上面堆放固體催化劑。氣體從上而下通過催化劑床層。結(jié)構(gòu)簡單，床層橫截面溫度均勻。單位體積內(nèi)催化劑量大，即生產(chǎn)能力大。但只適用于熱效應(yīng)不大的反應(yīng)。89原料氣產(chǎn)物催化劑絕熱式固定床反應(yīng)器絕熱式固定床反應(yīng)器可分為軸向反應(yīng)器和徑向反應(yīng)器。(1)軸向絕熱式固定床反應(yīng)器如圖(a)所示。這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)最簡單，實際上是一個容器，催化劑均勻堆置于床內(nèi)，預(yù)熱到一定溫度的反應(yīng)物料自上而下流過床層進行反應(yīng)，床層同外界無熱交換。10(2)徑向絕熱式固定床反應(yīng)器如圖(b)所示。徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)較軸向反應(yīng)器復(fù)雜，催化劑裝載于兩個同心圓構(gòu)成的環(huán)隙中，流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動。徑向反應(yīng)器的優(yōu)點是流體流過的距離較短，流道截面積較大，床層阻力降較小。軸向反應(yīng)器與徑向反應(yīng)器(a)(b)2.多段絕熱式固定床反應(yīng)器

熱效應(yīng)大，常把催化劑床層分成幾段(層)，段間采用間接冷卻或原料氣（或惰性組分）冷激，以控制反應(yīng)溫度在一定的范圍內(nèi)。圖(c)是用于SO2轉(zhuǎn)化的多段絕熱反應(yīng)器，段間引入冷空氣進行冷激。對于這類可逆放熱反應(yīng)過程，通過段間換熱形成先高后低的溫度變化，提高轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率。多段絕熱床根據(jù)段間反應(yīng)氣體的冷卻或加熱方式，多段絕熱床又分為中間間接換熱式和冷激式。特點：催化劑床層的溫度波動小。缺點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，催化劑裝卸較困難。間接摟換熱顧原曠料冷晌激腔非旬原料脅冷激多段熟固定潤床絕練熱反牧應(yīng)器原料原料冷激騾劑原料產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品3.列管急式固飼定床隨反應(yīng)儲器熱效疤應(yīng)較探大，哄不宜柄采用輪絕熱姨式反脖應(yīng)器些，可擠采用乒換熱耀式固囑定床見反應(yīng)畏器。歪此設(shè)膀備如揪同列孩管式耀換熱全器，舍又稱度為列照管式柴固定卸床反落應(yīng)器形。如圖(d咬)所示箭，反堡應(yīng)器拾由多尖根反希應(yīng)管喜并聯(lián)遣構(gòu)成言，管乖徑一丘般為25格~蝕30謙㎜，管刮數(shù)可痕達萬雪根以噴上。臨管內(nèi)致裝催攻化劑欣，傳純熱介禿質(zhì)流誤經(jīng)管貪間進香行加蒙熱或麗冷卻凡。(d搖)列管聰式固鄉(xiāng)豐定床恨反應(yīng)玻器具曲有良暈好的握傳熱榜性能延，單貞位床痕層體培積具析有較繪大的青傳熱槐面積包，可濤用于獨熱效臉應(yīng)中遠等或掉稍大競的反亞應(yīng)過球程。鑰反應(yīng)句器由樸成千改上萬拍根“差單管武”組弄成。若一根悉單管難的反額應(yīng)性春能可上以代也表整田個反兇應(yīng)器蜜的反塑應(yīng)效底果，袍因而頌放大踏設(shè)計份較有芽把握難，在杏實際脾生產(chǎn)鑒中應(yīng)繁用比希較廣質(zhì)泛。20列管耐式固定彎床反應(yīng)僅器列管躲式反企應(yīng)器穩(wěn)優(yōu)點榴：傳熱淡較好慌，管柿內(nèi)溫謝度較臉易控勉制；返混繁小、悲選擇獎性較白高；只要仰增加悔管數(shù)址，便西可有間把握史地進磨行放公大；對于削極強德的放漸熱反投應(yīng)，逢還可鑒用同譯樣粒恢度的負惰性錯物料愉來稀痕釋催簽化劑適用:原料蔥成本帆高，火副產(chǎn)槍物價淚值低唱以及嚼分離月不是同十分猛容易魚的情以況。4.自熱弄式反棵應(yīng)器采用咱反應(yīng)跪放出怪的熱邀量來筐預(yù)熱賄新鮮件的進淹料，寧達到復(fù)熱量旗自給利和平哀衡，央其設(shè)槐備緊展湊，郊可用膛于高謹壓反固應(yīng)體晨系。但其寬結(jié)構(gòu)鴿較復(fù)毀雜，而操作績彈性繳較小他，啟引動反背應(yīng)時通常用職電加壇熱。246.暴1.膽3傳熱租介質(zhì)傳熱坦介質(zhì)芳的選飯用根欺據(jù)反幻玉應(yīng)的礎(chǔ)溫度贈范圍喂決定乏，其打溫度狡與催眉化床筋的溫變差宜樣小，攻但又譽必須同移走嶼大量均的熱貞，常徹用的蒜傳熱硬介質(zhì)捕有：1.沸騰墳水：溫度踐范圍10接0~欺30哥0℃。使暈用時咐需注淘意水塑質(zhì)處脈理，住脫除足水中幫溶解慢的氧冬。2.聯(lián)苯成醚、儉烷基辰萘為濫主的送石油山餾分絞：粘度搭低，穩(wěn)無腐肺蝕，洪無相趟變，輕溫度科范圍20訓(xùn)0~第3輩50票℃253.熔鹽終：溫度巧范圍30爭0℃～40破0℃，由徑無機謝熔鹽KN舒O3、Na朵NO3、Na念NO2按一擺定比倘例組含成，希在一檢定溫玻度時無呈熔吸融液賴體，難揮發(fā)述性很殺小。錢但高揮溫下鄙滲透匯性強居，有垃較強繼的氧閑化性踐。4.煙道聯(lián)氣：適用跟于60象0～70際0℃的高龍溫反謠應(yīng)。26276.約2固定糞床的章傳遞估特性氣體德在催斷化劑丑顆粒紅之間代的孔賽隙中膝流動托，較離在管歷內(nèi)流紋動更刷容易珠達到截湍流凱。氣體帽自上賴而下筍流過借床層俘。6.菜2.剝1顆粒咬尺寸顆粒撫尺寸喘是顆儀粒體陷系的哲重要拖參數(shù)蓬，常宮用粒客徑來俗表示婚。球輕形粒悶子的故粒徑狡是其撈直徑聽，其知他形察狀的富粒子姐粒徑跨則需卡定義謙。顆粒圍的定射型尺個寸－－絞最能倦代表螺顆粒乖性質(zhì)擋的尺速寸為穩(wěn)顆粒韻的當退量直賽徑。擴對于搬非球聞形顆蹦粒，友可將梨其折循合成脹具有慈相同鬼的體弄積（怠或外伙表面板積、何比表蔽面積碎）的現(xiàn)球形揭顆粒瘋，以快當量蘭直徑槽表示不。如庫體積犧、外且表面襖積、然比表浩面積掌當量似直徑椒。2829體積傾當量鳥直徑轉(zhuǎn)：(非球姜形顆才粒折習(xí)合成園同體皮積的脂球形掛顆粒逐應(yīng)當唇具有武的直番徑）外表碰面積疼當量舟直徑獄：(非球鄭形顆陽粒折抖合成藝相同引外表彩面積技的球釣形顆緒粒應(yīng)膀當具浴有的砌直徑彩）30比表誼面積類當量瘦直徑俘：(非球箏形顆交粒折須合成端相同焦比表絮面積攏的球之形顆而粒應(yīng)遼當具銅有的識直徑巖）混合卵粒子炊的平痕均直晚徑：（各防不同唐粒徑統(tǒng)的粒解子直璃徑的耕加權(quán)崇平均呆，xi是直下徑為di的粒蝴子的皂質(zhì)量產(chǎn)分率句）。316.婆2.嗽2床層夫空隙誼率εB單位渣體積侮床層齊內(nèi)的撇空隙橫體積(沒有干被催碗化劑眨占據(jù)素的體拍積，陶不含壁催化攜劑顆蓮粒內(nèi)褲的體寺積)。若不抽考慮帆壁效隆應(yīng)，致裝填才有均識勻顆多粒的蜓床層達，其暫空隙賊率與際顆粒休大小喪無關(guān)銷。床層職空隙千率是形一個緞重要經(jīng)的參桶數(shù)，券影響陽因素績是顆栽粒形羊狀及燦大小島、粒禿度分棉布、氣顆粒薦與床掌層直均徑比決和顆瘋粒的廟裝填覽方式憤。壁效稈應(yīng)床層鉛空隙改率沿龜床層徑向流分布泥不同旺，離壁面迫約一毫個粒廈子直徑處齡的床似層空注隙率最大抹。3233床層攏內(nèi)空稿隙率痕徑向排分布秤不均挪勻，遵引起撥各處收的流孟速不恢同，嫩因而害床層亮內(nèi)各殺處的普傳熱蹲和停標留時笑間也洋不一蔥樣。為減明少壁抱效應(yīng)申的影下響，爹設(shè)計星時要戴求床啟層直造徑至表少要樂大于學(xué)顆粒快直徑恩的8倍以上膏。6.纖2.濾3床層宮壓降氣體傷流動更通過為催化也劑床殺層的釀空隙燈所形猜成的分通道就，與店孔道菠周壁戴摩擦慚而將渴產(chǎn)生碧壓降千。壓降賊計算吃通常指利用賣厄根方（Er護gu滋n）方茶程：3435厄根墓（Er路gu良n）方歉程中雹其它絮參數(shù)拴：可用紙來計墨算床始層壓玩力分逼布。如壓驅(qū)降不沈大，逐床層珠各處巧物性挖變化愚不大魔，可隊視為慶常數(shù)蛾，壓竹降將群呈線早性分貞布。當Rem<1盛0時，統(tǒng)厄根聽（Er撿gu粘n）方瞎程則員變?yōu)橹寒擱em>1當00謙0時，慌厄根(E砍rg禁un辱)方程捎則變施為：催化蝕劑床芹層壓利降還揮有許端多計固算式單，具挎體參史考有蝕關(guān)的對資料逼。36影響缸床層川壓力滔降的虹最大傭因素昌：床層巧的空猶隙率流體存的流現(xiàn)速兩者孫稍有叼增大譜，會羅使壓州力降樸產(chǎn)生污較大京變化。降低假床層浮壓降蹤蝶的方蓄法：增大蹄床層州空隙梢率，摔如采替用較犯大粒顆徑的長顆粒隙；降低境流體罷的流輛速，深但要省考慮身這會撒使相快間的灘傳質(zhì)出和傳守?zé)嶙凁嚥睿π杈C烈合考坡慮。3738例6.枕1內(nèi)徑猜為50嗚mm的管乘內(nèi)裝梯有4m高的合催化蘭劑層賭，催鑼化劑炊為球昏體，盜催化附劑的偏粒徑朗分布帆如表休所示蹈。空隙繩率εB=纏0.贊44。在傘反應(yīng)乘條件績下氣壤體的懸密度ρg=洗2.抽46鄉(xiāng)豐k雕g?態(tài)m-3，粘史度μg=環(huán)2.舒3×信10-5kg陪?m-1s-1，氣尖體的臭質(zhì)量痛流速G=墨6.跳2k備g撒?性m-2s-1。求亡床層滋的壓債降。粒徑dS/mm3.404.606.90質(zhì)量分率0.600.250.1539解：①靈求顆哄粒的涼平均男直徑②套計算扒修正爬雷諾峰數(shù)40③計算液床層鐘壓降改性皺的ZS艙M-浙5催化撕劑其中中催坡化劑室的比惹表面胸積為30懸0~企60禽0m過2/老g，孔蛾容體腦積為0.慕3~傻0.某8c堵m3銳/g甲醇捕制烯愉烴項確目：反應(yīng)扯器結(jié)極構(gòu)的兼計算1催化巾劑的亞填充悟量反應(yīng)承管長簽度的竹計算管束寫尺寸藝和反備應(yīng)管有的排劈燕列反應(yīng)印床層檔壓降例題乙烯茫在銀吉催化嚷劑上觀氧化脫制環(huán)鑰氧乙遼烷，尾年產(chǎn)稻環(huán)氧性乙烷1×1桑06kg,采用位二段乓空氣蒜氧化船法。妙主要楚反應(yīng)同為：C2H4+1贏/2炒O2C2H4O△H續(xù)1=吧-稅10暖3.潔4k殲J/讀mo再l(菌25巷℃)C2H4+3盒O2CO2+2訂H2O△H穗1=盛1昏32卷3k媽J/躺mo壯l(仗25夾℃)根據(jù)梯下列蠅給出績中試揚的數(shù)較據(jù)，堂估算近第一功反應(yīng)局器尺播寸。（1）進排入第宏一反愿應(yīng)器悅的原準料氣柔組成慎為：組成C2H4O2CO2N2C2H4Cl2摩爾分數(shù)/%3.56.07.782.8微量（2）進悉入第群一反惑應(yīng)器飯進料言溫度躬為21笛0信℃，反熱應(yīng)溫攤度為25痰0℃，反沖應(yīng)壓末力為98乏0.鵲06乘65桌KP夢a,轉(zhuǎn)化跪率為20刮%，選蔽擇性等為66枕%，空俗速為50伴00度/h命.（3）進陽入第株一反東應(yīng)器川采用羅列管婚式固蟲定床鞠反應(yīng)叛器，焰列管餅為直甚徑27×2.呆5m剛m，管幻玉長5m逆,催化秘劑填蘿充高情度5.常7m梨.（5）催刑化劑溝為球勻形，鍛直徑dp為5m包m,床層較孔隙嶄率eB為0.怎48。（4）管亭間采吃用導(dǎo)獵熱油款強制識外循職環(huán)換禿熱。駛導(dǎo)熱宰油進鎮(zhèn)口溫奸度為23歲0℃，出汁口溫好度為23糞5℃，導(dǎo)增熱油改對管繁外壁構(gòu)傳熱蹄系數(shù)a2可取27沃21打kJ菜/(瘦m·姑2h腳·℃)（6）年長工作72僑00，反劫應(yīng)后匠分離由，精凡制過醬程回顯收率裕為90驢%，第跨一反勉應(yīng)器軟所產(chǎn)信環(huán)氧迷乙烷款占總鍋產(chǎn)量具的90蓄%。4.坊2.寨4固定扯床中免的傳猜熱固定縣床中列的傳婆熱組層成顆?？騼?nèi)傳石熱顆粒據(jù)與流焰體間很的傳換熱，群傳熱評系數(shù)hP床層休與器穴壁的便傳熱通，傳葬熱系捧數(shù)hw、h050擬均饅相模趟型將包榆括顆粒蘆與氣腔相流季體的紡床層看作另為均一剝的固虛體物優(yōu)質(zhì)，其劃傳熱夠特性濤用一而個有訓(xùn)效熱壺導(dǎo)率λe來表獄征。有效獸熱導(dǎo)到率λe根據(jù)攪軸向祝和徑析向的送傳熱著，可白分為思軸向缺和徑要向的具有效乖熱導(dǎo)齊率想（λez和λer）。51521.流體蹦與顆況粒外摧表面擦間的累傳熱與傳蓄質(zhì)相愁仿，玻由于怎層流好邊界鏡層的眾存在礙，造劑成了崇氣流陶主體耐與催慢化劑單顆粒想外表丸面存溪在溫稠度差妖。因旗而，真必然裙存在象熱量作傳遞托。單位嘉時間碎內(nèi)從意顆粒條外表邀面?zhèn)鹘z式遞到四氣相我主體候的熱因量為噴：--碧-單位聽時間誘傳遞醬的熱職量，J/放h；hP--也-流體削對顆左粒的面?zhèn)鳠釃W系數(shù)估，J/撲m2·h昆·K；Tg--氣相波主體響的溫排度，K；TS--帥-為催來化劑暑顆粒方外表軌面處睛溫度饞，K；SS--尖-催化攪劑外霸表面囑積，m2；φ--宗-顆粒斬表面峰利用充系數(shù)流，球造體φ=輸1，圓柱與體φ=幅0壤.9得1，什其扮他形謹狀φ=就0.或905354傳熱揀系數(shù)孩的計斤算(通過開傳熱絹因子損法計止算)：式中象：Pr--普蘭才特準爬數(shù)對于速氣體Pr姑=顯0伯.6衣~綿1鳥.0對于默液體Pr撇=腹2蓬~避4島00適用糧范圍:55JH是雷棵諾數(shù)惜的函為數(shù)56或:2.固定掃床的冷有效絡(luò)熱導(dǎo)戒率λe床層水的有算效熱喚導(dǎo)率爭是顆餓粒與哥流體露間的軟對流磁傳熱艘、顆再粒及脆流體練本身去的導(dǎo)貪熱以畝及床沾層內(nèi)襪的輻域射傳柄熱等刻幾類傅作用坡的綜谷合表吳現(xiàn)，瞇是流桿體及唱顆粒君特性委及流畢動狀斬態(tài)的遮函數(shù)鴨。通常紙固定弊床的嶼熱量跡主要避是在軌中心滲與管碑壁間乳做徑眾向的泥傳遞肚，所橋以忽宰略軸叛向?qū)Ф藷幡薳z。57確定扭有效泡熱導(dǎo)吧率方侄法先測呆定床嶺層中擴的溫飄度分球布，免然后糞根據(jù)爺傳熱戶方程岡式來吼反求例出λe。--羞-代表隙流體何靜止犬時的暑床層料的熱放導(dǎo)率鼠。上式舅中第拐二項源代表桃流體做流動痛混合握對徑障向傳航熱的智增值冠。58α的物禽理意奪義代倘表橫嘗向傳拔質(zhì)與透流動懷方向伐傳質(zhì)軍速度扁之比址。β的物吳理意統(tǒng)義代居表顆艘粒間爭距與座粒徑午比的原影響舞。λg--電-流體送的有光效熱稅導(dǎo)率萬。59的計適算：第一卵項代眠表床指層空誼隙部超分對紋傳熱燥的貢缸獻；第二仙項代零表顆線粒部蓄分的湖貢獻飯。60hrv和hrs分別寨為空冤隙和先顆粒趁的輻陜射給頭熱系脹數(shù)。礙單位憑：61λs和λ分別鐵為顆旗粒和犁流體蒼的熱譽導(dǎo)率刻；σ為粒燈子表姨面的輛熱輻播射率問；Φ代表眉顆粒禽接觸閣點處欄流體脆薄膜每的導(dǎo)庭熱影薪響。623.床層視與器準壁間東的傳昆熱系太數(shù)hw及h0一維漫模型初，床耕層徑喚向溫萄度一折致，最傳熱盡速率烈為：A-上--傳熱藏面積tm、tw--望-床層痛平均終溫度捕、器貌壁溫睡度。63二維氣模型男，需盡要考采慮床明層徑她向溫監(jiān)度分棍布，沖傳熱鼠速率始為：64654.市2.行5固定著床中齒的傳希質(zhì)1.流體敗與催丑化劑幕顆粒鄰?fù)獗硌拭嬷Y間的溉傳質(zhì)前面江討論觸宏觀當動力鞋學(xué)是距采用冤催化粗劑表缺面的僵溫度嘉、濃基度，堆然而貍催化矩劑表嚷面的左溫度炒濃度枝卻難臭于測借量。本節(jié)輕討論憐催化旱劑表曾面的湊溫度獵濃度李與氣潛流主餅體的論溫度待濃度測之間改的關(guān)仗系，語通過診可測焰量的冤量建押立動筒力學(xué)射關(guān)系痕。66流體凝與催臂化劑貞表面酸之間燭的傳蓄遞屬貝外擴惱散過愿程。催化抵劑表陳面處臥滯流艦邊界白層中鴨的阻扛力，姑使氣尊流主咐體與懸催化口劑顆誓粒表光面間靠存在敏濃度厘的差澇異。組分A從氣追相主稀體達鑼到催下化劑被顆粒宇外表麥面上遇，必叢須通蘇過擴扒散運喝動，臺流體練通過盒邊界成層向床催化國劑顆組粒表智面擴佳散的率傳質(zhì)疾速率校方程緩為：--嚇-單位封時間冊傳遞A物質(zhì)型的摩斑爾數(shù)資，mo妙l/軍skg--甘-氣相臺傳質(zhì)愈系數(shù)武，cm型/sCAG--掠-氣相豈主體紡中A物質(zhì)陶的濃鄭度，mo青l(xiāng)/度cm3CAS--眉-催化洪劑外濟表面退處A物質(zhì)型濃度巷，mo語l/件cm3SS--吼-催化駐劑外瓶表面蛇積，cm2φ--賞-顆粒隆表面驚利用哥系數(shù)尾，球封體φ=膨1，圓柱身體φ=殘0掩.9逼1，其季他形妹狀φ=助0.叨906768氣相吩傳質(zhì)既系數(shù)kg整個芬傳質(zhì)異方程抹的核咽心，撈反映殲了傳冤質(zhì)過憐程阻符力的催大小縮慧，總暈包了拴各種摧條件沙對傳博質(zhì)的祖影響跟。傳質(zhì)慚系數(shù)撞對傳槽質(zhì)速恰率影限響極敞其重革大，效傳質(zhì)駁系數(shù)兇越小南，阻沿力就洋越大偏。傳質(zhì)獅系數(shù)吹與顆它粒的追幾何云尺寸執(zhí)及形因狀、營流體軍力學(xué)太條件唉、流蠶體的午物理傅性質(zhì)建有關(guān)蛾。傳質(zhì)收系數(shù)kg由實白驗關(guān)義聯(lián)式晚計算鮮。常舟用JD因子問計算值法關(guān)水聯(lián)：式中啞：697071比表智面當含量直婚徑：俯單顆司催化晝劑的母外表扛面積味折合宏成直招徑為dS的球住形顆摸粒應(yīng)帆有的午外表頭面積姐。注意Re的不即同定所義。2.傳質(zhì)沒過程瞞對反它應(yīng)的蠢影響流體爺與催倉化劑浙顆粒愛外表追面之刺間存敢在的貢層流棍邊界剃層，們因此言，造辯成流緞體主蠶體的悼氣相骨濃度嚇與顆代粒外幼表面尿處的廁氣相干濃度錘不同咬。宏觀伐動力版學(xué)方紗程是炊以表扔面氣逗相濃嘴度為墊計算所基準架的，胖外擴粉散過聽程直咐接影畏響反提應(yīng)的將結(jié)果他。連續(xù)姜穩(wěn)定體過程酸，組接分A在單央位時丘間內(nèi)修擴散紙到顆休粒外館表面楊處的夠量等頁于催辟化劑弄中反姐應(yīng)掉圣的量72即：上式寄將CAG與CAS關(guān)聯(lián)姑起來鐮，CAG是氣再相主粒體濃欠度，胳可以滴直接暈測定銜，因巷而解哈決了衛(wèi)宏觀幻玉動力吉學(xué)中CAS的計察算問志題。若本扔征動帝力學(xué)棄方程廢為：73則：其中故：Da為坦張克萊(Da哭mk塞oh豆le省r)數(shù)，忌其物嘆理意仿義是噸反應(yīng)鑄速率麗與外糖擴散些速率籮的比嚷值，異反映顯了體籮系中不外擴淡散的浩影響蹤蝶程度妨。數(shù)廢值越赴大，邪反應(yīng)批速率擇越快元，外歌擴散彈的影頸響就托越大女。Da父→0，外槽擴散膜可忽能略。7475一級焦反應(yīng)系：二級鹽反應(yīng)凈：其他予類型(N級)動力恰學(xué)方軍程：有外撐擴散閱影響江的宏滲觀動葛力學(xué)熟方程錯為：7677特殊采情況甚：外擴叢散控列制--紀-反應(yīng)媽速率蒜常數(shù)k比傳禽質(zhì)系挺數(shù)kg大得膏多，繩則顆翼粒外煮表面喊處A的濃族度為盒零。內(nèi)擴劫散或悶動力帳學(xué)控院制--報-反應(yīng)毅速率雖常數(shù)k比傳洞質(zhì)系員數(shù)kg小得蔬多，瓶則顆薪粒外鍛表面殖處A的濃芒度與咽氣相寨主體府濃度拆相等敏，外梁擴散腐可不遵予考勾慮。78例實驗部室中泛進行費苯加器氫反均應(yīng)，匹在10削13托.3kP銷a下操炸作，醒氣體漏質(zhì)量顆速度G=3益00磚0夾kg竟·m-2h-1，催糖化劑尾為Φ雅8×盈9m合m圓柱病體，秀顆粒昂密度ρP=0企.9計g·匪cm-3，床攀層堆淋積密屠度ρB=0龜.6任g·健cm-3，在春反應(yīng)予器某摸處氣忍體溫劫度為22隸0℃，氣寇體組叉成為10％苯筍，80％氫輝，5％環(huán)彎己烷但和5％甲埋烷(體積樂分率)，測疤得該窯處宏暑觀反霉應(yīng)速節(jié)率(-RA)=幸0.臭01膠5m霉ol叔·h-1g-1(c渠at慣)。試估芬算該胞處催尿化劑堂的外宴表面盟濃度胡。注：摸氣體顫粘度μ=經(jīng)1.爭4×郵10-4g·牽cm-1s-1，擴散握系數(shù)D=稠0.喉26壯7c疾m2s-1。7980解：①拿計算矛催化邀劑的卷粒徑dS81`②計算夢床層怕中氣跳體的再雷諾進數(shù)82③計算JD和kg值8384④計算CAG和CAS85863.流體外與顆擴粒外與表面鳳間的內(nèi)濃度描差和圓溫度般差單位蠻時間嗎內(nèi)傳曬遞的攤熱量之必然疏等于艦單位槍時間穿內(nèi)反闖應(yīng)放嘩出的府熱量仿。單位測時間巾內(nèi)反趁應(yīng)放嶺出的激熱量救為：傳遞毯的熱俱量=反應(yīng)療熱量上式版整理:前面威的傳媽質(zhì)過摸程中螞，已古知：由(A幫)和(B挨)式可柔得：87(A語)(B驢)整理慌上式小，得示：上式無關(guān)聯(lián)炊了顆棗粒濃跪度與栗溫度乘之間曾的變拼化關(guān)掌系。可通弊過氣由相主鍵體濃煩度和慕溫度虹及顆槍粒表趙面濃性度求惜顆粒籍表面匯溫度狡。88(C趨)89進一餡步簡心化(C貧)式，選前面僵有：JH和JD相除衣，得：由J(啟H)和J(從D)的定亂義：實驗系得到選：代入哥上式漲：代入(C椅)式得梅：9091例試計孩算例5-欣6中催咱化劑貌的外賴表面乓處溫貨度。魯已知澇反應(yīng)四熱為(-ΔH)=羨2.虜13衣5×務(wù)105J·步mo林l-1，氣明體的蟻定壓愁比熱撇容cP=4躲9J抖·m迫ol-1K-1。解：6.死3擬均燈相一禿維模篩型概述媽，目啄前描稱述固貓定床滲反應(yīng)合器的點數(shù)學(xué)聚模型界可分芳為擬佳均相腦、非既均相廉兩大伍類。一、央擬均鑒相模忍型忽略衡床層螞中催誘化劑勤顆粒拳與流半體之滴間溫置度與拍濃度龜差別蕉，將授氣相皇反應(yīng)形物與怠催化巡壽劑看醋成均前勻連曠續(xù)的豈均相罩物系按。（1）一描維擬壁均相徐模型只考剩慮沿胖氣體痛流動襲方向訴的溫飽度和酸濃度釋變化櫻。根娛據(jù)流造動形成式還趣可分撿為平犁推流斬一維甘模型第和軸帶向分妖散一催維模賠型。（2）二核維擬典均相親模型同時住考慮良軸向閱和徑暖向的吳溫度吸和濃限度分尤布。二、尾非均浮相模事型非均傷相：反應(yīng)嬸屬于分擴散搞和化炭學(xué)動蹤蝶力學(xué)米共同麥控制賽時，香則催叨化劑坡顆粒怨表面際、內(nèi)生部、透外部旨濃度助不均慚一，犯傳遞炭阻力泡或傳蠅遞與鍛動力拉學(xué)阻嫁力不問可忽杯略，帥應(yīng)計感及催軋化劑紅的存謹在和抓計算濁宏觀蛾反應(yīng)裝速率傾，稱閣為“密非均獨相”基模型邊。簡言雕之即宵考慮驕顆粒氣與流頁體之設(shè)間的真溫度雙差和叮濃度尊差。一般縫來說似，模甲型考臨慮得插越全衛(wèi)面，鍛