传质过程.ppt

化学反应工程(Chemical Reaction Engineering) 西南科技大学 传质过程 其中，kG为传质系数，am为颗粒的比表面积（外表面）。定态时 第二节 流体与催化剂外表面间的传质与传热 ChapterⅥ 多相系统中的化学反应与传递模型 传热过程 其中，hs为传热系数，am为颗粒比表面积，下标G代表颗粒主体、S代表颗粒表面。注意q的计算是以气相主体为基准的，当 q0时，意味着气相主体吸热达到定态时 其中，放热时TSTG；吸热时TGTS。 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 一、传递系数 近似处理（假设边界层厚度处处相等）　 其意义在于： ，因为 更容，易得到。此外还可以检验数据的正确性。 　 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 二、流体与颗料外表面间的浓度差和温度差 达到定态时，流体与颗粒间的传质与传热方程分别为： §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 由此得到 对于很多气体 最后得到　 互成线性关系 二、流体与颗料外表面间的浓度差和温度差 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 三、外扩散对多相催化反应的影响 为了说明外扩散对多相催化反应的 影响，引出外扩散有效因子ηx，其定义为 显然，颗粒外表面上的反应物浓度CAS总是低于气相主体的浓度CAS，因此，只要反应级数为正，ηX≤1；反应级数为负时则恰相反，ηX≥1。 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 1. 单一反应 下面只讨论颗粒外表面与气相主体间不存在温度差且粒内不存在内扩散阻力时的情况，即只考虑相间传质,而不考虑相间传热和内扩散的影响。先讨论一级不可逆反应，无外扩散影响时，反应速率为kWCAG，而有影响时则为kWCAS，故根据式（6.16）得外扩散有效因子： (6-17) 三、外扩散对多相催化反应的影响 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 对于定态过过程，有 求解上式得到　 丹克莱尔数 　(6-20) (6-19) 代入式（6.17）则得一级不可逆反应的外扩散有效因子 (6-18) (6-21) 三、外扩散对多相催化反应的影响 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热 丹克莱尔数表示化学反应速率与外扩散速率之比，当KW一定时，此值越小kGam越大，即外扩散影响越小。当Da→0时，没有外扩散影响。对于一级不可逆反应，其丹克莱尔数　　　　　　　　 (6-22) 可导出不同反应级数时的 值为 　(6-23)　 三、外扩散对多相催化反应的影响 §6-2 流体与催化外表面间的传质与传热