氣固相催化反應的7個步驟 1 反應物由氣流主體擴散到催化劑外表面 2 反應物由催化劑外表面擴散到內表面 3 反應物在催化劑表面活性中心上吸附 4 吸附在活性中心的反應物進行化學反應 5 產物在催化劑表面活性中心上脫附 6 產物由催化劑內表面擴散到外表面 7 產物由催化劑外表面擴散到氣流主體 6 3氣體在多孔氣體中的擴散 1 孔擴散 正常擴散 2 努森擴散 3 復合擴散 等摩爾二組分逆向擴散 有效擴散系數 擴散距離和擴散面積的校正 多孔介質中的擴散 6 3氣體在多孔氣體中的擴散 薄片催化劑 6 4 1多孔催化劑內反應組分的濃度分布 基本假設 催化劑顆粒等溫 孔隙結構均勻 各向同性 厚度遠比長度和寬度小 即反應物A從顆粒外表面向內表面的擴散可按一維擴散問題處理 單位時間擴散進入A量 單位時間擴散出的A量 單位時間反應的A量 a 擴散面積kp 按催化劑體積計 6 4 1多孔催化劑內反應組分的濃度分布 梯爾模數 對一級不可可逆反應 薄片催化劑 6 4 2內擴散有效因子 內擴散有效因子 球形催化劑 6 4 2內擴散有效因子 球形催化劑 比較薄片催化劑 整理 并忽略dr2項 得 6 4 2內擴散有效因子 圓柱催化劑 6 4 2內擴散有效因子 特別注意 6 4 4內外擴散都有影響時的有效因子 內外擴散都有影響的有效因子 傳質的拜俄特數 表示外擴散與內擴散阻力的相對大小 6 4 4內外擴散都有影響時的有效因子 對薄片催化劑 時 外擴散阻力可不計 時 內擴散阻力可不計 6 4 4內外擴散都有影響時的有效因子 6 5內擴散與復合反應選擇性的影響 1 兩個獨立并行的反應 2 1 B 2 B A 1 A W S B C P A 2 1 k k c k r c k r k k 并且有 以一級反應為例 副反應 主反應 選擇性下降了 由于 當內擴散影響嚴重時 擇性 有擴散影響時 瞬時選 擇性 無擴散影響時 瞬時選 2 1 BS AS 2 1 B A P 2 S 2 1 S 1 BS 2 2 AS 1 1 B A P BS 2 AS 1 B A P 1 1 k k c c k k R R S c k c k R R S c k c k r r S j h j h h h 6 5內擴散與復合反應選擇性的影響 2 平行反應 n m m n n m k n k c k k c k c k c k S c k r c k r AS 1 2 AS 2 AS 1 AS 1 P B 2 2 A A 1 1 A 1 1 S A P A 2 1 劑內濃度就是表面濃度 無內擴散影響時 催化 副反應 主反應 下降 增加 不變 應級數 于反 瞬時選擇性的變化取決 但 此時 表示瞬時選擇性 仍由式 化劑內部任意點上 有內擴散影響時 在催 P P P AS A A 1 2 A 2 A 1 A 1 P 1 1 S n m S n m S n m c c c k k c k c k c k S n m m n n 2 平行反應 3 連串反應 下降 將上升 也就是選擇性 但無論如何 反 也可能存在極值 比較復雜 可能正好相 然下降 而 隨著深入顆粒的進程必 由于擴散的影響 在顆粒內各處不同 決定了選擇性 但 到任意正級數反應 對于一級反應 可推廣 A P P A A P A P A P 2 1 A 1 P 2 A 1 A P P 1 D P A 2 1 c c c c c c c c c c k k