Макрокинетика Лекция 5

Квазигомогенная модель зерна катализатора Зерно катализатора сфера цилиндр плоскопараллельная пластина Стационарный режим, общий вид уравнения можно записать: D * C = W х. р. (1) сферическое цилиндрическое плоскопараллельная пластина (2) (3) (4)

Безразмерный вид математической квазигомогенной модели сферической частицы катализатора: = r/R; (5) x = (C 0 – C)/C 0 ; (6) где х – безразмерная концентрация (7) Выражения (5) и (7) подставим в (4): (8) (9) где - параметр Тиле.

Для реакции первого порядка: где С 0 - концентрация в объеме. 1. Если kD *, тогда - внутренняя диффузионная область. Е кин.>E внутр.диф.>Е внеш. диф.обл. Фактор эффективности или степень использования внутренней поверхности зерна катализатора. = (0 – 100 %);

Капиллярная модель зерна катализатора Модель цилиндрической формы Стационарный режим. W х. р. = W внутр. диф. Площадь поперечного сечения равна: S = 2 R*dl W х. р. = 2 R kC dl; Граничные условия: при l = 0 ; C = C 0 при l = L;

Решение дифференциального уравнения (2): Фактор эффективности: Внутридиффузионная область: Интегрируем (5):

Вывод фактора эффективности и в случае зерна катализатора сферической формы: - для реакции 1-го порядка Отвод тепла внутри РазогревУвеличение зерна катализатора внутрискорости недостаточно эффективензернахим. р-ии Увеличение скорости химической реакции в связи с ростом температуры может оказаться более сильным, чем ее снижение из-за уменьшения концентрации. При этом η может принимать значение больше 1.