等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子 结论： 1、当Da准数很大时，表明极限反应速率比极限传质速 率大很多，过程为传质控制过程，Cs/C趋近于零，颗 粒外部效率因子也接近于零。而当D准数越来越小时， 极限传质速率远大于极限反应速率，过程逐渐变为反应 控制，Ces/Cb趋近于1。因此，Da准数可以作为颗粒外 部传质影响大小的判据，Da准数越大，外部传质过程 的影响就越大。 2、对一级反应过程，Da准数为k/kg,表明Da准数仅于 反应速率常数和传质系数有关，而与气流主体中的反应 物浓度无关。表明传质的影响程度在反应器内处处相同。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 6/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 6/54 结论： 1、当Da准数很大时，表明极限反应速率比极限传质速 率大很多，过程为传质控制过程，Ces/Cb趋近于零，颗 粒外部效率因子也接近于零。而当Da准数越来越小时， 极限传质速率远大于极限反应速率，过程逐渐变为反应 控制， Ces/Cb趋近于1。因此， Da准数可以作为颗粒外 部传质影响大小的判据， Da准数越大，外部传质过程 的影响就越大。 2、对一级反应过程，Da准数为k/kgg，表明Da准数仅于 反应速率常数和传质系数有关，而与气流主体中的反应 物浓度无关。表明传质的影响程度在反应器内处处相同。 等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子
等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子 对非一级反应 Da=kCB_kCy k。aC,ka,显然气流主体浓度也会 影响Da准数的大小，对大于一级的反应，反应器进口端 的传质影响要比出口端大。 3、外部传质过程影响导致催化剂颗粒外表面反应物浓 度下降，产物浓度上升，其对反应结果的影响视反应 动力学规律而定。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 7/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 7/54 n n 1 b b g b g kC kC Da k aC k a − = = 对非一级反应 ，显然气流主体浓度也会 影响Da准数的大小，对大于一级的反应，反应器进口端 的传质影响要比出口端大。 3、外部传质过程影响导致催化剂颗粒外表面反应物浓 度下降，产物浓度上升，其对反应结果的影响视反应 动力学规律而定。 等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子
外扩散对反应选择率的影响 对平行反应： 1.当主反应级数大于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在使实际反应场所颗粒外表面反应物浓度下降，对反应选 择率是不利的； 2当主反应级数小于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在对反应选择率是有利的： 3当主反应级数等于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在对反应选择率无影响。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 8/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 8/54 1.当主反应级数大于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在使实际反应场所颗粒外表面反应物浓度下降，对反应选 择率是不利的； 2.当主反应级数小于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在对反应选择率是有利的； 3.当主反应级数等于副反应级数时，颗粒外扩散阻力的存 在对反应选择率无影响。 外扩散对反应选择率的影响 对平行反应：
§8.2.4外扩散对反应选择率的影响 对串联反应，设均为一级反应，则： AP红S其中P为目的产物 B=1- k2CP kCA 结论：反应物浓度下降和产物浓度上升都使选择率下 降，因此，外部传质阻力存在对串联反应总是不利的， 必须设法降低外部传质阻力，来提高选择率。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 9/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 9/54 对串联反应，设均为一级反应，则： 结论：反应物浓度下降和产物浓度上升都使选择率下 降，因此，外部传质阻力存在对串联反应总是不利的， 必须设法降低外部传质阻力，来提高选择率。 §8.2.4外扩散对反应选择率的影响
S8.3等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程 催化剂颗粒通常都做成多孔性结构，其内表面 积远大于外表面积，是主要的反应场所。因此颗粒 内部的扩散对反应的影响将比外部传质更为重要。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 10/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 10/54 §8.3等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程 催化剂颗粒通常都做成多孔性结构，其内表面 积远大于外表面积，是主要的反应场所。因此颗粒 内部的扩散对反应的影响将比外部传质更为重要