ВУЗ:
Составители:
108
ты. Это означает, что уменьшение диффузионного потока между любы-
ми двумя сечениями поры должно равняться скорости химической ре-
акции на поверхности поры, заключенной между этими сечениями.
Собственно внутридиффузионной называют область, в которой
концентрация вещества в середине сквозной поры равна нулю. В этом
случае скорость процесса для реакций любого порядка описывается
уравнением
*
уд
0,5 ( 1) 0,5 ( 1)
0 эф 0
2
( 1)
n n
S
V
k D
r C k C
L n R
. (3. 33)
Подставляя вместо радиуса величину 2V
уд
/S
уд
, получим
*
уд уд 0,5 ( 1)
0
уд
*
0,5 ( 1)
уд 0
2
2 ( 1)
1 2
.
1
S n
n
V S k D
r C
L n V
k D
V C
L n
(3. 34)
В этих уравнениях k
S
– константа скорости на единицу поверхно-
сти поры; k – константа скорости, отнесённая к единице массы катали-
затора; V
уд
– удельный объем пор; S
уд
– удельная поверхность катализа-
тора; R – средний радиус пор; L – полудлина поры; n – порядок реакции
по диффундирующему в поре реагенту; С
0
– концентрация реагента в
потоке и в устьях поры.
Из приведённых уравнений видно, что наблюдаемый порядок ре-
акции по реагенту, лимитирующему внутреннюю диффузию, становит-
ся средним арифметическим между истинным и первым, т. е. 0,5 - для
нулевого, 1,0 - для первого и 1,5 - для второго порядка реакций (при на-
личии других реагентов порядок по ним равен половине истинного).
Наблюдаемая константа скорости оказывается пропорциональной сред-
нему геометрическому между константами скорости химической реак-
ции и внутренней диффузии. Поскольку последняя мало зависит от
температуры, то эффективная энергия активации в собственно внутри-
диффузионной области равна примерно половине энергии активации
химической реакции.
Как следует из уравнения (3.33), при одинаковом удельном объе-
ме пор и гидравлическом радиусе зерна катализатора влияние среднего
радиуса пор на эффективную константу скорости различно. При доста-
точно широких порах, где протекает молекулярная диффузия, не зави-
сящая от их размера, скорость реакции обратно пропорциональна квад-
ратному корню из среднего радиуса пор, а в области кнудсеновской
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- …
- следующая ›
- последняя »
