非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-03 08:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 P2?Return 催化劑顆粒中的擴(kuò)散 分子擴(kuò)散或容積擴(kuò)散 ：當(dāng)孔徑較大時(shí) ， 分子的擴(kuò)散阻力來自于分子間的碰撞； 努森（ Kundson）擴(kuò)散 ：當(dāng)微孔的孔徑小于分子的平均自由程（約 ）時(shí)，分子與孔壁的碰撞機(jī)會(huì)超過了分子之間的碰撞機(jī)會(huì)，從而使前者成為了擴(kuò)散的主要阻力，這種擴(kuò)散稱為努森擴(kuò)散。 實(shí)際上 ， 由于孔徑存在分布 ， 孔內(nèi) 兩種類型擴(kuò)散同時(shí)存在 。 擴(kuò)散系數(shù)的求取 （ 包括：分子擴(kuò)散和努森擴(kuò)散 ） 費(fèi)克 （ Fick） 定律 ：沿 Z方向上的一維擴(kuò)散 ， 擴(kuò)散通量 N（ kg or ） 與濃度梯度 （ 也叫擴(kuò)散推動(dòng)力 ）成正比 ， 其比例常數(shù)即為擴(kuò)散系數(shù) D A、 分子擴(kuò)散系數(shù)的求取： 以 A、 B兩組分混合物為例 ， 則 DAB： CT總濃度； P系統(tǒng)壓力 （ atm） dZdyDRTPdZdyCDdZdCDN AABATABAABA ??????122110 0 1 8 5 ???????????? scmPMMTDABABBAAB?DAB的經(jīng)驗(yàn)公式： ΩAB擴(kuò)散碰撞積分值，它是的函數(shù)，可查表求得； kBBoltzmann常數(shù)； σABA、 B兩組分的分子碰撞直徑 σA、 σB的算術(shù)平均值，即： 2 BAAB??? ??εAB組分 A、 B勢能函數(shù)的能常數(shù) εA、 εB的幾何平均值，即： BAAB ??? ?對(duì)于多組分的分子擴(kuò)散系數(shù)： D1m ，即組分 1向其余 m1個(gè)組分構(gòu)成的混合物的擴(kuò)散系數(shù)。 ????????????mi iimDyyD1 1111D1i組分 A1和 Ai構(gòu)成的二組分系統(tǒng)的分子擴(kuò)散系數(shù)； YiAi組分的摩爾分率； 即利用二元組分?jǐn)U散系數(shù)推算多組分?jǐn)U散系數(shù)。 B、 Kundson擴(kuò)散系數(shù)： 12219 7 0 0 ???????? scmMTaDK a即上述討論的 rP。 T溫度 （ K） ； M分子量 。 對(duì)于園形微孔： PgPggP SSVr??22 ??故： 12211 9 4 0 0 ???????? scmMTSD PgPK ??C、綜合擴(kuò)散系數(shù)： ? ?? ?ABAKABANNaDDayD?????1:111式中若孔道中進(jìn)行的是等摩爾逆向擴(kuò)散 ，則 NB=NA， 則 a=0， 很明顯 ， 當(dāng)孔徑較大時(shí) ， DK?∞， 則D=DAB； 反之 ， 為 Kundson擴(kuò)散控制 ， D=DK； ? ? AKAB DDD111?? D、 有效擴(kuò)散系數(shù) DD PAe ?? ?Return 等溫催化劑的有效系數(shù) η iSASSSiASSASPVPAPSPSTCfkdSTCfkTCrdVTCrVrriP),(),(),(),(100??????等時(shí)的反應(yīng)速率度與粒子外表面上的相催化劑內(nèi)部的濃度和溫速率催化劑粒子的實(shí)際反應(yīng)?設(shè)催化劑的半徑為 R，進(jìn)行 m級(jí)不可逆反應(yīng)，取 r+dr殼體作物料衡算有： ? ? mVee CkdrrdrdCDrdrdrdCCdrdDdrr ????????? ?? 222 444 ???r+dr球面進(jìn)入量 r球面出去的量 反應(yīng)掉的量 mV CDekdrdCrdrCd ?????????????? 222SCCRrdrdCr????,0,0無因次內(nèi)擴(kuò)散模型 Φs（稱之為 Thiele模數(shù)） DeCkR mSVs1???積分得粒內(nèi)濃度分布式： SSSRrRrCC??si n hsi n h?????????????粒內(nèi)反應(yīng)速率等于 r=R處擴(kuò)散速率， RrP drdCDeRr???????? 24 ?粒內(nèi)濃度分布式對(duì) r求導(dǎo)并令 r=R ???????? ????????? SSSSRr RCdrdC??? 1t an h1???????? ????SSSSP CDeRr ????1t an h14
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