Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
191
2
г
вн
3
г
4
4
3
S
сс
r
D
r
π
δ
π
−
=⋅v
,
(
)
2.426
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 .
(
)
2.427
Обозначив
г
3/
D
r
δ
через
вн
k , выражение
(
)
2.427 можно переписать в виде
(
)
вн вн S
kcc
=
−v ,
(
)
2.428
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
(
)
2.428 , имеем
вн вн
kc
=
v ,
(
)
2.429
т.е. скорость внешней диффузии, а, следовательно, и скорость всего каталити-
ческого процесса пропорциональна концентрации реагента. При уменьшении
размера гранул катализатора и толщины диффузионного слоя наблюдается уве-
личение константы внешнего массообмена. Увеличение скорости движения
жидкости или газа относительно твердых частиц катализатора приводит к
уменьшению толщины диффузионного слоя. Исходя из этого,
можно заклю-
чить, что скорость внешней диффузии будет тем больше, чем выше скорость
протекания газа или жидкости через слой катализатора (в проточных реакто-
рах) или интенсивность перемешивания суспензии катализатора в жидкой фазе
(в непроточных реакторах).
Диффузия реагирующих веществ в пористом катализаторе протекает за счет
разности концентраций на внешней поверхности
S
с и в объеме пористой гра-
нулы
V
c (см. рис. 2.44). Примем, что диффузия в пористом катализаторе под-
чиняется уравнению Фика
(
)
2.411 с тем различием, что вместо истинного вво-
дится
эффективный коэффициент диффузии
D
∗
. Данный коэффициент, ис-
ходя из того, что диффузия протекает не по всему объему гранулы катализато-
ра, а лишь в объеме пор, зависит от
пористости катализатора
ε
, равной
объему пор в единице объема пористой системы, и от степени извилистости
пор в грануле катализатора, называемой
фактором извилистости
ι
:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- …
- следующая ›
- последняя »
