武汉理工大学Wuhan University of Technology3.气、液并流向上体系的操作流型颗粒运动基本操作方式：固定床、膨胀床（悬浮床）输送床（携带床）。》液体介质的液固系统中固体颗粒终端速度（沉降速度）ut：4g(ps- pL)dp(9-1)Ut =3pilPs一颗粒密度；PL一介质密度；d。一颗粒直径当颗粒直径小于500μm，Re<2时，=24/Rep（阻力系数）t = gd,(ps - pL) / (18μL)(9-2)L一液体粘度；g一重力加速度厚德博学追求卓越
➢ 颗粒运动基本操作方式：固定床、膨胀床（悬浮床）、 输送床（携带床）。 ➢ 液体介质的液固系统中固体颗粒终端速度（沉降速度）ut： （9-1） ρs —颗粒密度； ρL —介质密度； dp—颗粒直径 4 ( ) 3 s L p t L g d u − = ζ 当颗粒直径小于500μm，Rep＜2时， （阻力系数） ζ ζ=24/Rep 2 t s L L ( ) / (18 ) p u gd = − L —液体粘度； g—重力加速度 （9-2） 3. 气、液并流向上体系的操作流型
武汉理工大学Wuhan University of Technology输送床3. 气、100液并流向上体系的操作流型液固流态化=uUt"u'=uut一液-固系统中的颗粒终端速度膨胀床ut'一气-液-固系统中的颗粒终端速度10(sUL=umf液固流态化Umf'一 临界流化速度'mrUL液体表观流速O5固定床101空气水系统1/(cm/s)0001.73OTE519图9-3气液并流向上，液体为连续相的204060气-液-固体系操作流型u,厚德博学追求卓越
图9-3 气液并流向上，液体为连续相的 气-液-固体系操作流型 mf ' ' ut u − − 气-液-固系统中的颗粒终端速度 临界流化速度 ut − 液-固系统中的颗粒终端速度 - 液体表观流速 u u t L ' ' = u u L mf ' ' = 液固流态化 u u t t ' = 液固流态化 3. 气、液并流向上体系的操作流型 L u t u
武汉理工大学WuhanUniversityofTechnology二.气-液-固三相反应的宏观反应动力学1.颗粒宏观反应动力学（以固体为对象）三相床固体颗粒催化剂的宏观反应过程：23564-1一气相全体;液相2一气膜;气相固体催化剂IA3一液膜(气-液间)；14一液相主体；15一液膜(液-固间)：65O60+气-液界面液-固界面6一固体催化剂图9-4三相反应器中气相反应物的浓度分布厚德博学追求卓越
1. 颗粒宏观反应动力学（以固体为对象） ➢ 三相床固体颗粒催化剂的宏观反应过程： 二. 气-液-固三相反应的宏观反应动力学 图9-4 三相反应器中气相反应物的浓度分布 1—气相全体； 2—气膜； 3—液膜(气-液间)； 4—液相主体； 5—液膜(液-固间)； 6—固体催化剂
武汉理工大学Wuhan University of Technology下面以催化剂的质量为基准，来表示各传递步骤的速率当过程达到定态时，各步骤速率相等。向气一液界面传质速率rA,g = -dNA/dVR = kAG a(CAg- CAig)向液相主体传质速率= kALa(C AiL -CAL)(9-3)= kAsSe(CAL - CAs)向催化剂外表面传质速率= kwSePswCAs催化剂内的扩散一反应速率(9-4)rA =-dNA/dVR = KrSeCAgCAig =KGLCAiL催化剂内进行一级不可逆反应时的总体速率1S 1Se KGL1(9-5)kra kaGakaLKAS厚德博学追求卓越
催化剂内的扩散-反应速率 向催化剂外表面传质速率 向液相主体传质速率 向气－液界面传质速率 k S ρ c ζ k S (c c ) k a(c c ) r dN /dV k a(c c ) s w A S w e A L A S A S e AiL A L A L Aig A g A G A , g A R = = − = − = − = − ➢ 下面以催化剂的质量为基准，来表示各传递步骤的速率。 当过程达到定态时，各步骤速率相等。 ➢ 催化剂内进行一级不可逆反应时的总体速率 (9-4) (9-3) (9-5)
武汉理工大学WuhanUniversity of Technology非一级反应时的总体速率kAG → ①不存在气膜传质阻力1111(9-6)kTkASkALkw0akAL → ②不存在气液界面处液膜传质阻力1Se111K(9-7)krkALKASKakAS -→③不存在液一固界面处液膜传质阻力1Se1+KG(9-8)kra kAGKAS1④催化剂内扩散有效因子趋近于1SeSe KGL111(9-9)kra kAGkALaKASk.SM厚德博学追求卓越
➢ 非一级反应时的总体速率 ① 不存在气膜传质阻力， kAG → 1 1 1 1 ( ) k a e GL T AL AS w sw S K k k k = + + ζ ② 不存在气液界面处液膜传质阻力， kAL → 1 1 1 1 ( ) k a e GL T AL AS w sw S K k k k = + + ζ （9-6） （9-7） ③ 不存在液一固界面处液膜传质阻力， kAS → 1 1 1 1 ( ) k a e GL T AG AS w sw S K k k k = + + ζ ④ 催化剂内扩散有效因子趋近于1， ζ→1 1 1 1 1 ( ) k a a e e GL GL T AG AL AS w sw S S K K k k k k = + + + ζ （9-8） （9-9）