Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды. Бочкарев В.В. - 122 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

122
В заключение отметим некоторые характерные особенности внутри-
кинетической области гетерогенного катализа, отличные от других. Реак-
ция имеет наиболее высокую наблюдаемую энергию активации, так как на-
ложение диффузионных влияний из-за их малой зависимости от темпера-
туры всегда ведет к снижению энергетического барьера. В этой области ра-
ботают все поры катализатора, и так как их поверхность преобладает по
сравнению с внешней, скорость процесса не зависит от размера зерен ката-
лизатора, но сильно увеличивается при росте его удельной поверхности.
Следовательно, для протекания реакции во внутрикинетической области
наиболее подходят катализаторы со сравнительно крупными зернами (что
снижает сопротивление слоя катализатора) и развитой поверхностью мик-
ропор. Внутрикинетическая область характеризуется самой высокой произ-
водительностью катализатора. Последний при этом работает в умеренном
температурном режиме, без перегрева поверхности зерен, так как при не-
лимитирующей скорости диффузии теплопередача, имеющая тот же диф-
фузионный механизм, происходит быстрее химической реакции. Таким об-
разом, внутрикинетическая область со всех точек зрения предпочтительна
при гетерогенном катализе.
4.2.2. Сорбционная и переходная с ней области
При рассмотрении кинетической области катализа предполагалось,
что по сравнению с химической реакцией, протекающей на поверхно-
сти, не только диффузия, но и сорбция реагентов и продуктов протека-
ют очень быстро, вследствие чего устанавливается сорбционное равно-
весие. В действительности при большой скорости диффузии процесс все
же складывается из трех стадий – сорбции реагентов, химической реак-
ции на поверхности и десорбции продуктов:
a ,
д,
* *
A
A
k
k
A S S A
;
1
1
* *
k
k
S A S B
;
д,
а ,
* *
B
B
k
k
S B S B

.
Здесь через k
a,A
и k
a,B
обозначены константы скорости адсорбции
веществ А и В; k
д,А
и k
д,B
– константы скорости их десорбции с поверх-
ности; k
1
и k
–1
– константы скорости прямой и обратной реакций на по-
верхности, отношение которых равно константе равновесия поверхно-
стной реакции
K
S
=[S*–B]/[S*–A]=k
1
/ k
–1
.
Примем, что поверхность катализатора энергетически однородна и
при лимитирующей стадии адсорбции или десорбции одного из реаген-
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Страницы