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1、作业题,43解,作业题,25解,26,第八章流固相非催化反应,固相颗粒内部条件随时间变化非定态 复杂性： （1）颗粒体积的变化情况 （2）反应区域的变化情况 （3）粒子大小的均匀情况 （4）流固相之间的流动情况,第一节流固相非催化反应的分类及特点,81流固相非催化反应的分类 一、气固相非催化反应 固固气 固气固,81流固相非催化反应的分类 一、气固相非催化反应 固气气 固气固气 气气固气,第一节流固相非催化反应的分类及特点,81流固相非催化反应的分类 一、气固相非催化反应 固固气 固气固 固气气 固气固气 气气固气,第一节流固相非催化反应的分类及特点,81流固相非催化反应的分类 二、液固相非催
2、化反应 固液固气 固液固液+ 气,81流固相非催化反应的分类 二、液固相非催化反应 固液液 固液固 固液固液,第二节流固相非催化反应模型,84收缩未反应芯模型 shrinking core model 两种情况（1）有新固产物（2）无固体产物,84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,85整体反应模型,两个阶段： 第一阶段：未形成固体产物层，反应区为整个颗粒 第二阶段：形成固体产物
3、层，且不断扩展；与此同时，反应区则不断缩小,86有限厚度模型,87其他模型,微粒模型 单孔模型 破裂芯模型,单孔模型,单孔模型,单孔模型,单孔模型,单孔模型,“闭口”现象和“开口”现象,“闭口”现象和“开口”现象,88宏观反应速率 单位时间内每个颗粒上流体反应物A物质量的减少 （单位时间内每个颗粒上固体反应物B物质量的减少）,第三节粒径不变时的缩芯模型的总体速率,拟定态过程： A通过流体膜的外扩散速率，等于通过产物层的内扩散速率，等于反应界面上的表面反应速率，并等于总体反应速率,88宏观反应速率,一、外扩散速率、内扩散速率与表面反应速率,一、外扩散速率、内扩散速率 与表面反应速率,二、总体速率
4、的一般计算式 首先建立产物层内反应物A的浓度分布,二、总体速率的一般计算式 代入内扩散速率方程,二、总体速率的一般计算式 然后三式联立消元,总体反应速率（宏观动力学）,非均相反应 （1）气固相催化反应 （2）气液反应 （3）气固相、液固相非催化反应 （4）气液固三相反应,三个层次：反应器、颗料、分子,总体反应速率（宏观动力学）,反应的流程（步骤） （1）气固相催化反应： 外扩散内扩散、反应 （2）气液反应： 外扩散液相扩散、反应 （3）流固相非催化反应（缩芯模型）： 外扩散内扩散表面反应,总体反应速率（宏观动力学）,（1）气固相催化反应反应的流程（步骤）： 外扩散内扩散、反应,总体反应速率（宏
5、观动力学）,（2）气液反应的流程（步骤） 外扩散内扩散、反应,总体反应速率（宏观动力学）,（3）流固相非催化反应（缩芯模型）步骤： 外扩散内扩散表面反应,三、未反应芯半径与反应时间的关系,四、固相反应的B的转化率xB与RC的关系,五、 xB与反应时间的关系 分离变量，并积分下式,五、 xB与反应时间的关系,分离变量，并积分上式,五、 xB与反应时间的关系,89流体滞流膜控制,转化率与反应时间成正比 达到某转化率所需时间与RS成正比,“匀速反应”,89固体产物层内扩散控制,达到某转化率所需时间与RS2成正比,89表面化学反应控制,反应时间与（RS-RC)(即产物层厚度）成正比 达到某转化率所需时
6、间与RS成正比,“匀速推进”,814宏观反应过程与控制阶段的判别,（1）用温度对总体速率的影响进行判别。 提高温度则总体速率改变显著反应控制 （2）用气速对总体速率的影响进行判别。 提高气速则总体速率改变显著外扩散控制 （3）用反应时间分率t/tf与转化率xB的关系及与未反应芯半径Rc的关系判别 如果上述关系呈直线外扩散、反应控制 （4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。,814宏观反应过程与控制阶段的判别,（1）用温度对总体速率的影响进行判别。 提高温度则总体速率改变显著反应控制,814宏观反应过程与控制阶段的判别,（2）用气速对总体速率的影响进行判别。 提高气速则总体速率改变显著外扩散控制,814宏观反应过程与控制阶段的判别,（3）用反应时间分率t/tf与转化率xB的关系及与未反应芯半径Rc的关系判别 如果上述关系呈直线外扩散、反应控制,（4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。,设达到某转化率xB所需的反应时间为t，则t与颗粒的大小有关。,化学反应工程 所有的课程已经结束 谢谢大家,