§8.3.1浓度分布微分方程 显然，上述方程中为唯一的参数，方程的解可写为： Φ称为西勒准数或西勒模数，是表征内扩散过程对 化学反应影响的一个重要参数。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 16/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 16/54 显然，上述方程中 为唯一的参数，方程的解可写为： ( , ) is is b p C r C f C r = = 称为西勒准数或西勒模数，是表征内扩散过程对 化学反应影响的一个重要参数。 §8.3.1浓度分布微分方程
§8.3.1浓度分布微分方程 n-l Φ=r Thiele模数(Thiele modulus) D Φ= kCp 极限反应速率 Rp(D.3rp CB) 极限颗粒内扩散速率 3 根据西勒模数的物理意义，西勒模数大，说明 极限反应速率大于极限颗粒内扩散速率，内扩散 影响大，反之，内扩散影响小。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 17154
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 17/54 根据西勒模数的物理意义，西勒模数大，说明 极限反应速率大于极限颗粒内扩散速率，内扩散 影响大，反之，内扩散影响小。 ( ) 3 3 n b p b e p Thiele Thiele modulus kC R C D r = = 模数（ ） 极限反应速率 极限颗粒内扩散速率 §8.3.1浓度分布微分方程 n 1 b p e kC r D − =
1.0 D=0 0.8 0.6 3 0.4 6 9 0.2 0.20.40.60.81.0 rirp 着Φ准数的增 加，在催化剂颗粒内孔表面c的浓度值下降愈来 愈快，内扩散阻力的影响愈来愈大。与外部传质 过程的Da准数相类似，它是表征内部传质对过 程影响的一个重要参数，Φ准数愈大，内部传质 对过程影响也愈大。 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 18/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 18/54
§8.3.2等温催化剂颗粒的内部效率因子 等温催化剂颗粒的内部效率因子是颗粒实际反 应速率与无内扩散阻力时反应速率的比值。 R 72= kCin 催化剂颗粒内部各处实际反应速率各不相同， 因而颗粒内的实际反应速率应取整个颗粒速率的平 均值。即： kdv, 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 19/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 19/54 §8.3.2等温催化剂颗粒的内部效率因子 等温催化剂颗粒的内部效率因子是颗粒实际反 应速率与无内扩散阻力时反应速率的比值。 2 n es R kC = 催化剂颗粒内部各处实际反应速率各不相同， 因而颗粒内的实际反应速率应取整个颗粒速率的平 均值。即： 0 Vp n is p p kC dV R V =
§8.3.2等温催化剂颗粒的内部效率因子 颗粒内实际反应速率应是反应物通过颗粒外表面 扩散进入催化剂颗粒内的速率，即： 4πD.( C) R= dr P 对球形粒子，把一级不可逆反应颗粒内部浓度 分布代入： C,·sinh(Φ.'） d DC61 1 r=rp tanhΦΦ 化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 20/54
化学反应工程原理 第八章气固催化反应过程的传递现象 20/54 颗粒内实际反应速率应是反应物通过颗粒外表面 扩散进入催化剂颗粒内的速率，即： 2 4 ( ) p is p e r r p dC r D dr R V = = 对球形粒子，把一级不可逆反应颗粒内部浓度 分布代入： sinh( ) 1 1 ( ) tanh sinh( ) p p b is b p r r r r p p r C dC C d r dr dr r r r = = = = − §8.3.2等温催化剂颗粒的内部效率因子