【正文】 能干的人，不在情緒上計(jì)較，只在做事上認(rèn)真；無能的人！不在做事上認(rèn)真，只在情緒上計(jì)較。什么是奮斗？奮斗就是每天很難，可一年一年卻越來越容易。（3） 固定床催化劑裝量的數(shù)學(xué)模型計(jì)算 轉(zhuǎn)化率較高的工業(yè)反應(yīng)器，溫度分布具有明顯的軸向溫差 軸向等溫分布計(jì)算 寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。 數(shù)學(xué)模型法：借助于反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程、物料流動(dòng)方程及物料衡算和熱量衡算方程，通過對(duì)它們的聯(lián)立求解，求出在指定反應(yīng)條件下達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)化率所需要的催化劑體積。要求設(shè)計(jì)條件符合所借鑒的原成產(chǎn)工藝或中間試驗(yàn)條件，在反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度、空間速度以及催化床上的溫度分布和氣流分布等方面，盡量保持一致。也可用進(jìn)口狀態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量來表示。返混會(huì)使反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)產(chǎn)物濃度升高，從而降低了過程的推動(dòng)力，進(jìn)而降低轉(zhuǎn)化率。 實(shí)際流態(tài)介于兩者之間。他們就像活塞那樣作整體運(yùn)動(dòng)，因而通過反應(yīng)器的時(shí)間完全相同。 SO2催化氧化動(dòng)力學(xué)方程（自學(xué)） 氣固相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)（1）停留時(shí)間 反應(yīng)物通過催化床的時(shí)間 決定反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。反之，當(dāng)Φs值大時(shí)，表示催化劑顆粒大，Kv/Deff比值大，說明化學(xué)反應(yīng)速度快，內(nèi)擴(kuò)散的影響不容或是，此時(shí)η遠(yuǎn)小于1，如Φs3,則η≈1/Φs。等溫時(shí)，催化一級(jí)不可逆反應(yīng)的球形催化劑的η計(jì)算式為： （7143） （7144） Φs——球形催化劑的齊勒模數(shù)；R——催化劑的特征長度，即為球形顆粒半徑；Kv——反應(yīng)速度常數(shù)，(m3)n/[(kmol)(催化劑顆粒)]；cs——組分在催化劑外表面處的濃度，kmol/m3；Deff——催化劑顆粒內(nèi)有效擴(kuò)散系數(shù)，m2/h；n——反應(yīng)級(jí)數(shù)。 實(shí)驗(yàn)測定法：首先測定顆粒的實(shí)際反應(yīng)速度rp,然后將顆粒逐級(jí)壓碎，使其內(nèi)表面轉(zhuǎn)變?yōu)橥獗砻?，在相同條件下分別測定反應(yīng)速度，直至反應(yīng)速度不再變，這時(shí)的速度即為消除了內(nèi)擴(kuò)散影響的反應(yīng)速度rs，則η=rp/rs。 （7141） Ks——表面反應(yīng)速度常數(shù)，單位視反應(yīng)級(jí)數(shù)而定；f(cAs)——顆粒外表面反應(yīng)物A濃度c的函數(shù)；f(cA)——顆粒內(nèi)A實(shí)際濃度cA的函數(shù)；Si——單位床層體積催化劑的內(nèi)表面積。 暫時(shí)性中毒：毒物與活性組分親和力較弱，可通過水蒸氣將毒物驅(qū)離催化劑表面，使催化劑恢復(fù)活性；永久性中毒：毒物與活性組分親和力很強(qiáng)，催化劑不能再生； 對(duì)大多數(shù)催化劑，毒物：HCN、CO、H2S、S、As、Pb二、氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 氣固催化反應(yīng)一般包括以下步驟： (1)反應(yīng)物從氣流主體催化劑外表面 (2) 進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散 (3)反應(yīng)物在催化劑的表面上被吸附 (4)吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)為為生成物 (5)生成物從催化劑表面脫附下來 (6)脫附生成物從微孔向外表面擴(kuò)散 (7)生成物從外表面擴(kuò)散到氣流主體 圖731催化劑粒子示意圖 (1),(7)：外擴(kuò)散；(2),(6)內(nèi)擴(kuò)散 (3),(4),(5)：動(dòng)力學(xué)過程 （1）表面化學(xué)反應(yīng)速率 （7138） NA－反應(yīng)物A的流量，kmol/h；NA0－反應(yīng)物A的初始流量，kmol/h；VR－反應(yīng)氣體體積，m3；x－轉(zhuǎn)化率，%；L－反應(yīng)床長度，m；A－反應(yīng)床截面積，m2；Q－反應(yīng)氣體流量，m3；t－接觸時(shí)間，h；cA0－反應(yīng)物的初始濃度,kmol/m3。催化劑毒物：導(dǎo)致催化劑中毒而物質(zhì)。在催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生明顯加速作用的溫度范圍（活性溫度）內(nèi)選擇合適的反應(yīng)溫度，將有助于延長催化劑的壽命。 老化：催化劑在正常工作條件下逐漸失去活性的過程。常用壽命表示催化劑的穩(wěn)定性。③催化劑的穩(wěn)定性 催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中保持活性的能力。 活性與選擇性是催化劑本身最基本的性能指標(biāo)。 A－催化劑活性，kg/()；W－產(chǎn)品質(zhì)量，kg；t－反應(yīng)時(shí)間，h；WR－催化劑質(zhì)量，g。（2） 催化劑的性能 ①催化劑的活性 衡量催化劑效能大小的標(biāo)準(zhǔn)。（1） 催化劑的組成 按形態(tài)分：氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)（其中固態(tài)催化劑在工業(yè)上應(yīng)用最廣泛，亦最重要） 組成：活性組分+助催化劑+載體 活性組分：催化劑主體，能單獨(dú)對(duì)化學(xué)反應(yīng)起催化作用，可作為催化劑單獨(dú)使用 助催化劑：本身無活性，但具有提高活性組分活性的作用； 載體：承載活性組分的作用，使催化劑具有合適形狀與粒度，從而有大的比表面積，增大催化活性、節(jié)約活性組分用量，并有傳熱、稀釋和增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度作用，可延長催化劑使用壽命。 催化作用的兩個(gè)顯著特征：①對(duì)于正逆反應(yīng)的影響相同，不改變化學(xué)平衡；②選擇性。 多位活化絡(luò)合物理論：由于催化劑表面存在許多具有一定形狀的活性中心，能對(duì)具有適應(yīng)這一形狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)物分子進(jìn)行化學(xué)吸附，形成多位活化絡(luò)合物，使得原分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)松弛，從而降低了反應(yīng)物活化能的結(jié)果。第4節(jié) 氣體催化凈化催化轉(zhuǎn)化：含有污染物的氣體通過催化劑床層的催化反應(yīng)，使其中的污染物轉(zhuǎn)化為無害或易于處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。L0－吸附區(qū)長度；WA－穿透至耗竭的惰性氣體通過量； WE－耗竭時(shí)的通過量； 1f－吸附區(qū)內(nèi)的飽和度（4） 吸附床的飽和度（DBS） 式中：L——吸附床的長度；L0——吸附區(qū)的長度；A——吸附床橫截面積；ρb——吸附劑的堆積密度； a——吸附容量；f——吸附區(qū)內(nèi)吸附劑仍具有的吸附能力與全部吸附能力之比；吸附床穿透時(shí)間或保護(hù)作用時(shí)間：（5） 通過吸附器的壓力損失 1）圖解計(jì)算 3. 移動(dòng)床吸附器的計(jì)算方法（P283）移動(dòng)床吸附器的優(yōu)點(diǎn)是處理氣體量大，吸附劑可循環(huán)使用。P281例74詳細(xì)講解。τ0——保護(hù)作用時(shí)間損失 有時(shí)將式（7108） 改寫為： （7109） h—吸附層中未被利用部分的長度，亦稱為“死層”。內(nèi)的吸附量，kg；a——靜活度值，%；S——吸附層的截面積，m2；L——吸附層厚度，m；ρb——吸附劑的堆積密度，kg/m3；v——?dú)怏w流速，m/s；ρ0——?dú)饬髦形廴疚锍鯘舛龋琸g/m3。在吸附持續(xù)時(shí)間τ39。（2） 保護(hù)作用時(shí)間的確定假設(shè)吸附層達(dá)到穿透點(diǎn)時(shí)全部處于飽和狀態(tài)，即達(dá)到它的平衡吸附容量a，也稱靜吸附容量或精活度。穿透時(shí)間（保護(hù)作用時(shí)間）：從含污染物的氣流開始通入吸附床到“穿透點(diǎn)”這段時(shí)間。水平虛線cb是根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)確定的污染物在凈化后氣流中的最大容許濃度。2. 固定床吸附器計(jì)算方法（1） 固定床吸附器內(nèi)的濃度分布當(dāng)氣流開始通入時(shí)，最左邊的吸附層可以將氣流中的污染物完全吸附（曲線1），因而進(jìn)入后續(xù)吸附層的氣流中就不含污染物了。該流程的特點(diǎn)是吸附劑連續(xù)吸附和再生，向下移動(dòng)的吸附劑與待凈化氣體逆流接觸進(jìn)行吸附。受污染氣體連續(xù)通過床層，當(dāng)達(dá)到飽和時(shí)，就切換到另一個(gè)吸附器進(jìn)行吸附，達(dá)到飽和的吸附床則進(jìn)行再生、干燥和冷卻，以備重新使用。(c)總吸附速率方程KY、Kx——分別為氣相即吸附相總系數(shù)，kg/() ；YA*、XA*——分別為A在固相外表面及內(nèi)表面吸附平衡時(shí)氣相及吸附相中A的濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(a)外擴(kuò)散速率 dMA ——dt時(shí)間內(nèi)吸附質(zhì)從氣相擴(kuò)散至固體表面的質(zhì)量，kg/m3；ky ——外擴(kuò)散吸附分系數(shù)，kg/() ；αP ——單位體積吸附劑的吸附表面積，m2/m3；YA、YAi——分別為A在氣相中及吸附劑表面的濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2. 18吸附速率（1）吸附過程外擴(kuò)散（氣流主體 → 外表面）：吸附質(zhì)由外表面經(jīng)微孔擴(kuò)散至吸附劑微孔表面；內(nèi)擴(kuò)散（外表面→ 內(nèi)表面）：吸附質(zhì)由外表面經(jīng)微孔擴(kuò)散至吸附劑微孔表面； 圖718 吸附過程與兩種極端濃度曲線吸附：到達(dá)吸附劑微孔表面的吸附質(zhì)被吸附。根據(jù)斜率和截距的值求出Vm，則吸附劑的比表面積： Sb——吸附劑比表面積，m2/g； —— 單個(gè)吸附質(zhì)分子的截面積，m2；W——吸附劑質(zhì)量；N0——阿伏伽德羅常數(shù)，1023。（3） BET方程（I、II、III型等溫線，多分子層吸附） V——被吸收氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積；P——吸附質(zhì)在氣相中的平衡分壓；P0——吸附溫度下吸附質(zhì)的飽和蒸汽壓；Vm——吸附劑被覆蓋滿一層是吸附氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積；C——與吸附有關(guān)的常數(shù)。若θ= V/Vm，其中：V—?dú)怏w分壓為P時(shí)被吸附氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積； 說明：①P/V對(duì)P作圖，得一直線； ②由斜率1/Vm 和截距1/(B Vm)，可算出B，Vm。 令 B= k1/k2，則 若A為飽和吸附量，則單位量吸附劑所吸附的吸附質(zhì)量XT為： （朗氏方程）其中：A，B為常數(shù)。若氣相分壓為P，則吸附速率為k1P(1θ)。 弗羅德里希（Freundlich）方程只適用于吸附等溫線的中壓部分。第六類等溫線是由于均勻基質(zhì)上惰性氣體分子分階段多層吸附而引起的。第四類等溫線的特征具有滯后回線，可解釋為由于毛細(xì)管現(xiàn)象的緣故，該部分等溫曲線適用于孔尺寸分布的估算。第二類可逆等溫線是在許多無孔或有中間孔的粉末上吸附測得的，它代表在多相基質(zhì)上不受限制的多層吸附。亦稱靜吸附分?jǐn)?shù)或靜活性分?jǐn)?shù)（XT）。如：活性炭吸附SO2，用水洗滌，在進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍锉憧苫謴?fù)吸附能力。該法適用于對(duì)溫度敏感的物質(zhì)。脫附劑與吸附質(zhì)的被吸附性能越接近，則脫附劑用量越省。通過降低操作壓力可使吸附劑得到再生。不同吸附過程需要不同的溫度，吸附作用越強(qiáng)，脫附時(shí)需加熱的溫度越高。4. 吸附劑的再生（1） 加熱再生通過升高吸附劑溫度、是吸附物脫附，吸附劑得到再生。亦即在一定溫度下，吸附達(dá)飽和時(shí)，單位吸附劑所能吸附吸附質(zhì)的量。若用同種活性炭做吸附劑，對(duì)于結(jié)構(gòu)相似的有機(jī)物，分子量和不飽和性越大，沸點(diǎn)越高，越容易被吸附。代表了吸附質(zhì)的特性且與吸附質(zhì)分子的直徑有關(guān)。3. 影響氣體吸附的因素（1）操作條件 低溫有利于物理吸附；高溫利于化學(xué)吸附增大氣相壓力利于吸附（2）吸附劑性質(zhì)比表面積（孔隙率、孔徑、粒度等） ——吸附劑的比表面積，m2/g；f——單位體積氣體鋪成單分子時(shí)所占面積，m2/mL； N0——阿佛加德羅常數(shù)，1023；A——吸附劑表面被單層分子鋪滿時(shí)的氣體體積，mL； Vm——吸附劑表面被單層分子鋪滿時(shí)的氣體體積，mL；W——吸附劑的重量，g。其中炭化法最為簡單，但要制取高質(zhì)量的碳分子篩必須綜合使用這幾種方法。在分離過程中，大孔主要起運(yùn)輸通道作用，微孔則起分子篩的作用。 （6） 碳分子篩實(shí)際上也是一種活性炭，它與一般的碳質(zhì)吸附劑不同之處，在于其微孔孔徑均勻地分布在一狹窄