Chemical Reaction Engineering 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 1吸附等温方程 设有气一固相催化反应： CO(g)+H,(g)CO,(g)+H,(g) A B C D 反应步骤如下： )外扩散：A和B从气相主体到达颗粒外表面； 2)内扩散：A和B从颗粒外表面进入颗粒内部； 16
Chemical Reaction Engineering 1 吸附等温方程 设有气－固相催化反应： A B C D C O g H O g C O g H g 2 2 2 反应步骤如下： 1)外扩散：A和B从气相主体到达颗粒外表面； 2)内扩散：A和B从颗粒外表面进入颗粒内部； 化学吸附与气固相催化反应本征动力学模型 16
Chemical Reaction Engineering 3)化学反应： （1)化学吸附：A和B被活性位吸附，成为吸附态A和B; (2)表面反应：吸附态A和B起反应，生成吸附态C和D; (3)脱附：吸附态C和D脱附成自由的C和D。 4)内扩散：C和D从颗粒内部到达颗粒外表面； 5)外扩散：C和D从颗粒颗粒外表面到达气相主体； 化学吸附、表面反应和脱附三步是串联的，构成了催化 反应过程。按照上述三步获得的催化反应动力学，称之为催 化反应化学动力学，或者催化反应本征动力学。 17
Chemical Reaction Engineering 3)化学反应： （1）化学吸附：A和B被活性位吸附，成为吸附态A和B； （2）表面反应：吸附态A和B起反应，生成吸附态C和D； （3）脱附：吸附态C和D脱附成自由的C和D。 4）内扩散: C和D从颗粒内部到达颗粒外表面; 5）外扩散：C和D从颗粒颗粒外表面到达气相主体； 化学吸附、表面反应和脱附三步是串联的，构成了催化 反应过程。按照上述三步获得的催化反应动力学，称之为催 化反应化学动力学，或者催化反应本征动力学。 17
Chemical Reaction Engineering 外表面 内表面 A,B 2.内才散 3化学反应： 1.外扩散 1)(2)(3) 吸附 反应 脱附 气固相催化反应本征动力学的理论基础是化学吸附理论
Chemical Reaction Engineering 1 A B, 外表面 内表面 1.外扩散 2.内扩散 3.化学反应： （1）（2）（3） 反应 脱附 气固相催化反应本征动力学的理论基础是化学吸附理论。 吸附 18
Chemical Reaction Engineering 设气体A在催化剂内表面上被吸附。 化学吸附是一个可逆过程，可表示为： A+G→A rd r是吸附速率，r是脱附速率，净吸附速率为 =fa一td 19
Chemical Reaction Engineering 设气体A在催化剂内表面上被吸附。 化学吸附是一个可逆过程，可表示为： ra是吸附速率，rd是脱附速率，净吸附速率为 r=ra－rd a d r r A A 19
Chemical Reaction Engineering *影响吸附速率的因素 (1)单位表面上的气体分子碰撞数 在单位时间内碰撞次数越多，被吸附的可能越大。碰撞 次数与A的分压Pa有关。由气体分子运动论： (2πmkT) 吸附速率与分压成正比
Chemical Reaction Engineering *影响吸附速率的因素 （1）单位表面上的气体分子碰撞数 在单位时间内碰撞次数越多，被吸附的可能越大。碰撞 次数与A的分压pA有关。由气体分子运动论： 吸附速率与分压成正比 1 2 Z (2 ) A p mkT ＝ 20