气态污染物控制技术催化.pptVIP

边界中心PAG主体传质距离PA*C．表面反应控制，(化学动力学控制)总阻力=表面反应阻力总速度=表面反应速度第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日二、表面反应速度和化学动力学方程：1、表面化学反应速度(1)表面化学反应速度①静止体系：单位空间中反物A随着时间的浓度化率—反应速度—反应物的摩尔数—反应时间—反应空间体积②恒温过程(体积不发生变化)第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日③对流动气体，因反应时间不易确定—反应物的流量(2)催化剂表面化学反应速度的表示方法常用单位体积和单位质量表示催化剂参数第32页，共58页，星期日，2025年，2月5日工程上常用转化率来表示∴——表示瞬间A的流量—反应气流量第33页，共58页，星期日，2025年，2月5日2、表面反应的动力学方程动力学方程的形式从研究反应速度和反应物浓度的关系来考虑——假设反应不可逆对于基元反应反应级数为对于非基元反应通过中间反应，间接生成，其中由实验测定对于可逆反应——第34页，共58页，星期日，2025年，2月5日E—反应的活化能(2)反应速率常数T每升高10℃，反应可提高2－4倍k与温度T的关系，阿仑尼乌斯关系式a—频率因数第35页，共58页，星期日，2025年，2月5日扩散内扩散表面反应气膜外扩散反应物（气相）催化剂表面生成物（固体表面）CAGCASCAC三、气固催化反应的宏观动力学方程1、一般形式—以浓度差为推动力的传质系数—单位体积催化剂的外表面积—催化剂颗粒的形状系数，球形，无定形也称催化剂的有效表面系数—组分的传递速度（1）外扩散速度第36页，共58页，星期日，2025年，2月5日（2）表面反应速度（有内扩散存在）AB受内扩散影响的反应速度不受内扩散影响的反应速度—以单位催化剂内表面积为基准的表面化学反应速度常数m/h—催化剂的有效系数＝越小，说明受内扩散阻力越大时，内扩散阻力为0一般情况下～第37页，共58页，星期日，2025年，2月5日催化反应动力学方程催化剂有效系数?反应催化剂微孔内浓度分布对反应速率的影响在内扩散的影响下催化剂微孔内表面上反应物很低，沿微孔方向降至平衡浓度催化剂内表面积并未充分利用η值较小h=实际反应速率按外表面反应物浓度计算得到的理论反应速率第38页，共58页，星期日，2025年，2月5日催化反应动力学方程催化剂有效系数?实验测定第39页，共58页，星期日，2025年，2月5日催化反应动力学方程催化剂有效系数?一级不可逆反应第40页，共58页，星期日，2025年，2月5日当达到稳定传质时外扩散速度＝内扩散存在的表面反应速度代入得令则—表观反应速度常数第41页，共58页，星期日，2025年，2月5日第1页，共58页，星期日，2025年，2月5日概述：1、催化转化法：依靠催化剂的催化用作，使气态污染物进行某些化学反应而去除污染物的净化方法。①将污染物直接转化为无害物质②将污染物转化为易被除去的物质或更易回收的物质，如：②适合进行氧化——还原反应的污染物去除2、特点：①净化效率高，投资高，运行费用高。结果：第四节气体催化净化第2页，共58页，星期日，2025年，2月5日应用工业尾气和烟气去除SO2和NOx有机挥发性气体VOCs和臭气的催化燃烧净化汽车尾气的催化净化第3页，共58页，星期日，2025年，2月5日催化剂是由多种物质组成复杂体系，有的只是一种物质，其中固体催化剂应用最广，由主活性物质，助催化剂，载体组成。催化剂和催化作用一、催化剂及其组成1、催化剂定义（固体多见）能加快化学反应速度，而本身的化学性质在化学反应前后保持不变的物质称之为催化剂。2、催化剂的组成第4页，共58页，星期日，2025年，2月5日①主活性物质：能加快反应速度的物质。可作为催化剂单独使用。催化剂的核心。②助催化剂：本身没有活性，但它的存在可提高或增大主活性物质的催化剂性能。加放少量的作用：提高活性组分的分散度。使催化剂具有较大的表面积。改善催化剂的性能(活性、选择性)，增加催化剂的机械强度，耐磨性，硬度，热稳定性。③载体：承载主活性物质和助催化剂的物质第5页，共58页，星期日，2025年，2月5日③应为颗粒状或成型体的惰性物质。载体满足的条件：①多孔的具有较大的比表面积；②具有足够的机械强度，