反应工程第八章课件.pptVIP

建立产物层内反应物A的扩散方程 2.产物层内反应物A的浓度分布 4. 总体速率的一般计算式 三式联立消去CAS和CAC 四、未反应芯半径与反应时间的关系 五、固相反应物B的转化率xB与RC的关系 六、 xB与反应时间的关系 六、 xB与反应时间的关系 六、 xB与反应时间的关系 8－9　流体滞流膜扩散控制 8－9　流体滞流膜扩散控制 8－10　固体产物层内扩散控制 8－10　固体产物层内扩散控制 8－11 化学反应控制 8－11 化学反应控制 第四节 颗粒缩小时缩芯模型的总体速率 设有反应 A（f）+bB（S）→fF（f） 在反应过程中没有“产物层”外壳生成，颗粒不断收缩，最后消失，反应过程如图8-8所示。 由于未反应芯表面暴露在流体相中，因此反应步骤包括滞流膜外扩散和表面化学反应两个步骤。 8-12 流体滞流膜扩散控制 滞流膜扩散控制：外扩散阻力化学反应阻力 1．反应速率 式中的kG为流体滞流膜传质系数，和颗粒大小以及流体流速有关。关于固定床、流化床中kG的关联式较多，可以根据不同要求加以选择。 以固体颗粒在气相中作自由下落体系为例，讨论kG以及相应的其他计算公式。 8-12 流体滞流膜扩散控制 对于固体颗粒在气相中作自由下落体系，kG的关联式为： (8-31) 式中：dp―2RC；yi―隋性组分在扩散模两侧的平均摩尔分率；D―组分A的分子扩散系数；μ―气体粘度；u―气体流速；ρ―气体密度。 8-12 流体滞流膜扩散控制 在滞流区 2．RC―t关系 将式（8-33）代入式（8-11），可得 (8-34) 将式（8-32）代入式（8-34）并积分 (8-35) 3．XB―t关系（滞流区） 8－14　宏观反应过程与控制阶段的判别 （1）用温度对总体速率的影响进行判别。 　提高温度则总体速率改变显著→反应控制 （2）用气速对总体速率的影响进行判别。 　提高气速则总体速率改变显著→外扩散控制 （3）用反应时间分率t/tf与转化率xB的关系及与未反应芯半径Rc的关系判别 　如果上述关系呈直线→外扩散、反应控制 （4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。 8－14　宏观反应过程与控制阶段的判别 （1）用温度对总体速率的影响进行判别。 　提高温度则总体速率改变显著→反应控制 8－14　宏观反应过程与控制阶段的判别 （2）用气速对总体速率的影响进行判别。 　提高气速则总体速率改变显著→外扩散控制 8－14　宏观反应过程与控制阶段的判别 （3）用反应时间分率t/tf与转化率xB的关系及与未反应芯半径Rc的关系判别 　如果上述关系呈直线→外扩散、反应控制 （4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。 设达到某转化率xB所需的反应时间为t，则t与颗粒的大小有关。 1）外扩散控制 t / tf=XB （8-22） 2）内扩散控制 t / tf=1-3（1-XB）2/3+2（1- XB） （8-26） 3）化学反应控制 t / tf =1-（1- XB）1/3 （8-30） 2．不均匀颗粒 固体颗粒的粒径不同，即为不均匀颗粒，Ri（i=0，1，2┈m）。 固体颗