Физическая химия. Часть 2. Химическая кинетика. Коган В.Е - 210 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
209
При стационарном режиме зависимость c от x линейна. Тогда градиент
концентрации равен
s
cc
dc
dx
−
−=
δ
, (2.417)
где
с – концентрация в объеме газовой (жидкой) фазы,
s
с – концентрация у
внешней поверхности катализатора. Если отнести скорость диффузии [см.
уравнение (2.405)] к единице объема катализатора
к
V
, то
вн
к
dn
Vd
=
τ
v , (2.418)
где
вн
v
– скорость внешней диффузии. Площадь внешней поверхности
г
s
и
объем
г
V шарообразной гранулы катализатора с радиусом
г
r можно определить
по следующим выражениям:
23
ггг г
4
4;
3
s
rV r
=
π=π. (2.419)
Учитывая уравнения
)
2.411 ,
(
)
2.423 –
)
2.425 , имеем
2
г
вн
3
г
4
4
3
s
сс
r
D
r
−
π
=
δ
π
v
, (2.420)
из которого после элементарных преобразований получаем выражение для ско-
рости диффузии реагента к внешней поверхности гранулы (внешней диффу-
зии):
()
вн
г
3
s
D
cc
r
=−
δ
v . (2.421)
Обозначив
г
3/
D
rδ через
вн
k , выражение (2.421) можно переписать в виде
)
вн вн S
kcc
=
−v , (2.422)
где
вн
k – константа внешнего массообмена (константа массообмена между
внешней поверхностью катализатора и объемом газовой или жидкой фазы). Ес-
ли внешняя диффузия является лимитирующей стадией гетерогенно-
каталитического процесса, то
0
s
с
=
, а градиент концентрации достигает мак-
симального значения. В этом случае, исходя из уравнения (2.422), имеем

Страницы