四、流固相非催化反应的研究方法 最常用的模翼是收缩未反应芯模翠研究流固相非 试验研究两相流动在为 置验研究反应香双对反风件E的影响: 1 【“冷模”实验】反应器内流-固两相的流动行为 对流-固接触效率与热和质的传递都有很大影响, 是反应器设计和放大所必备的知识·通常是在较 大的实验装置中模拟类似工业反应器中的冷态流 动行为,测取有关数据,采用数学方法加以归纳 建立经验的或半经验的数学方程。但是,这些数 据或方程的应用只能局限在与实际体系基本相似 的条件下,并严格地限制在实验的范围内,数据 的外推经常是要导致失效的。这种研究方法通常 称为"冷摸”实验
最常用的模型是收缩未反应芯模型研究流-固相非 催化反应,要用“冷模”试验研究两相流动行为, 用“热模”试验研究反应参数对反应性能的影响。 【“冷模”实验】反应器内流-固两相的流动行为, 对流-固接触效率与热和质的传递都有很大影响, 是反应器设计和放大所必备的知识.通常是在较 大的实验装置中模拟类似工业反应器中的冷态流 动行为,测取有关数据,采用数学方法加以归纳, 建立经验的或半经验的数学方程。但是,这些数 据或方程的应用只能局限在与实际体系基本相似 的条件下,并严格地限制在实验的范围内,数据 的外推经常是要导致失效的。这种研究方法通常 称为“冷摸”实验。 四、流固相非催化反应的研究方法
【“热态”试验】目前流-固相非催化反应,虽然 采用模拟方法在解决化学反应器的放大设计中已 有很成功的范例,但是,由于模型的过于简化从 而导致所得结果与实际过程之间不相一致则是时 常发生的。因此.工程上主要还是依靠逐级放大 半工业规模的扩大试验仍然是进行新工程设计不 可缺少的步骤,此即所谓的“热态”试验,目的 是从中获取更接近实际水平的设计参数,并对反 应动力学和“冷模”试验结果加以检验
◼ 【“热态”试验】目前流-固相非催化反应,虽然 采用模拟方法在解决化学反应器的放大设计中已 有很成功的范例,但是,由于模型的过于简化从 而导致所得结果与实际过程之间不相一致则是时 常发生的。因此.工程上主要还是依靠逐级放大, 半工业规模的扩大试验仍然是进行新工程设计不 可缺少的步骤,此即所谓的“热态”试验,目的 是从中获取更接近实际水平的设计参数,并对反 应动力学和“冷模”试验结果加以检验
2.4.2 流固相非催化反应模型 收缩未反应芯模型(流体在固体表面发生 反应,然后由表及里,反应面不断向颗粒 中心移动,未反应芯逐渐缩小) ■shrinking core model 两种情况(1)有新固产物(2)无固体产物 A(g)+bB(s)->fF(g)+sS(s)
2.4.2 流固相非催化反应模型 ◼ 收缩未反应芯模型(流体在固体表面发生 反应,然后由表及里,反应面不断向颗粒 中心移动,未反应芯逐渐缩小) ◼ shrinking core model 两种情况(1)有新固产物(2)无固体产物 A g bB s fF g sS s ( ) ( ) ( ) ( ) + → +
收缩未反应芯模型 (1)外扩散 (2)内扩散 (3)表面化学反应 (4)内扩散(流体产物) (5)外扩散(流体产物) 气相主体 气膜 无固体产物:无(2)(4)步 固体产物层 无流体产物:无(4)(5)步 反应界面 收缩未反应芯
收缩未反应芯模型 (1)外扩散 (2)内扩散 (3)表面化学反应 (4)内扩散(流体产物) (5)外扩散(流体产物) 无固体产物:无(2)(4)步 无流体产物:无(4)(5)步 气相主体 气膜 固体产物层 反应界面 收缩未反应芯 CAS CAg CAC
特点: 1、反应固体物有一界面,即未反应的固相 与固体产物有一界面: 2、反应就发生在交界面上; 3、 反应表面由表及里不断向颗粒中心缩 小; 4、 未反应固体颗粒不断向内缩小; 5、 固体产物层随之不断向内扩展、厚度 增加
◼ 特点: ◼ 1、反应固体物有一界面,即未反应的固相 ◼ 与固体产物有一界面; 2、反应就发生在交界面上; 3、反应表面由表及里不断向颗粒中心缩 ◼ 小; 4、未反应固体颗粒不断向内缩小; 5、固体产物层随之不断向内扩展、厚度 ◼ 增加