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第八章 流-固相非催化反应

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八章固相反应(西北工业大学-刘智恩)

八章固相反应(西北工业大学-刘智恩)

1．分析固态相变的阻力。

2．分析位错促进形核的主要原因。

—3．下式表示含n 个原子的晶胚形成时所引起系统自由能的变化。

))(/3/2βαλan Es Gv bn G +-∆-=∆式中：∆Gv —— 形成单位体积晶胚时的自由能变化；γα/β —— 界面能；,Es —— 应变能；a 、b —— 系数，其数值由晶胚的形状决定。

试求晶胚为球形时，a 和b 的值。

若∆Gv ，γα/β，Es 均为常数，试导出球状晶核的形核功∆G*。

4．A1-Cu合金的亚平衡相图如图8-5所示，试指出经过固溶处理的合金在T1，T2温度时效时的脱溶顺序；并解释为什么稳定相一般不会首先形成呢。

5．x Cu＝的Al-Cu合金(见图4-9)，在550℃固熔处理后。

α相中含x Cu ＝，然后重新加热到100℃，保温一段时间后，析出的θ相遍布整个合金体积。

设θ粒子的平均间距为5 nm，计算：(1) 每立方厘米合金中大约含有多少粒子(2) 假设析出θ后，α相中的x Cu＝0，则每个θ粒子中含有多少铜原子(θ相为fcc结构，原子半径为nm){6．连续脱熔和不连续脱熔有何区别试述不连续脱熔的主要特征7．试述Al-Cu合金的脱熔系列及可能出现的脱熔相的基本特征。

为什么脱溶过程会出现过渡相时效的实质是什么8．指出调幅分解的特征，它与形核、长大脱溶方式有何不同【9．试说明脱熔相聚集长大过程中，为什么总是以小球熔解、大球增大方式长大。

10．若固态相变中新相以球状颗粒从母相中析出，设单位体积自由能的变化为108J/m2，比表面能为1J/m2，应变能忽略不计，试求表面能为体积自由能的1％时的新相颗粒直径。

！11．试述无扩散型相变有何特点。

12．若金属B熔入面心立方金属A中，试问合金有序化的成分更可能是A3B还是A2B试用20个A原子和B原子作出原子在面心立方金属(111)面上的排列图形。

13．含碳质量分数w c＝及w c＝的甲5 mm碳钢试样，都经过860℃加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分。

工业催化--第八章 工业催化剂制备原理

工业催化--第八章 工业催化剂制备原理
多数非晶形沉淀，在沉淀形成后不采取老化 操作。
– 待沉淀析出后，加入较大量热水稀释，以减少杂 质在溶液中的浓度，同时使一部分被吸附的杂质 转入溶液。
加入热水后，一般不宜放置，而应立即过滤，以防沉 淀进一 步凝聚，并避免表面吸附的杂质包裹在沉淀内 部不易洗净。
洗涤操作的主要目的是除去沉淀中的杂质。
均匀沉淀法常用的类似沉淀母体见下表：
4、浸渍沉淀法
浸渍沉淀法是在普通浸渍法的基础上辅以沉淀 法发展起来的一种新方法。
– 待盐溶液浸渍操作完成之后，再加沉淀剂，而使待 沉淀组分沉积在载体上。
5、导晶沉淀法
借助晶化导向剂(晶种)引导非晶型沉淀转化为 晶型沉淀的快速而有效的方法。
– 普遍用来制备以水玻璃为原料的高硅钠型分子筛， 包括丝光沸石，Y型与X型合成分子筛。
对沉淀剂选择有以下要求：
(1) 尽可能使用易分解并含易挥发成分的沉淀剂
– 常用的沉淀剂有：
碱类(NH4OH、NaOH、KOH)； 碳酸盐[(NH4)2CO4、Na2CO4、CO2]； 有机酸(乙酸、草酸)等。 最处理常时用容的易是除NH去4O，H一和般(N不H会4)2遗CO留4，在因催为化铵剂盐中在，洗使涤催和化热剂
如此反复溶解、沉积的结果，消除了细晶体，获得了颗 粒大小均匀的粗晶体。
此时孔隙结构和表面积也发生了相应的变化。
–粗晶体表面积较小，吸附杂质少，吸留在细晶粒之 中的杂质也随溶解过程转入溶液。
– 老化的时间、温度及母液pH值等为老化应考虑的 几项影响因素。
在晶形催化剂制备过程中，老化对催化剂性 能的影响显著。
凝胶法特别适用于主要成分是氧化铝或二氧化 硅的催化剂或载体。
凝胶过程大致可分为缩合与凝结二个阶段。

化学反应工程

化学反应工程
间大于完全反应时间tf的那部分颗粒，上式应加限制条件 xB 1。因此。上式也可以写成
1 xB
tf 0
(1
xB
)E(t)dt
将全混流的停留时间分布密度
E(t)
1
( t )
e tm 代入上式，
得
tm
1 xB
tf 0
(1
xB )
1 tm
( t )
e tm dt
1 xB
tf 0
(1
xB )
如果考虑各种阻力同时起作用，对于颗粒大小不变的反 应，总体速率为
dnA dt
1 b
dnB dt
4
RS2cAg
[
1 kG
RS (RS RC ) RC Deff
RS2 ]1 RC2 k
对于颗粒缩小的反应，可得
dnA dt
1 b
dnB dt
4
RC2
c
Ag
[
1 kG
1 ]1 k
上述讨论的球形颗粒，如颗粒为其他形状，例如平板形、 圆柱形，相应的计算式见表7-1。
t tf
1
( RC RS
)2
1 (1
xB )
二、化学反应控制
当反应过程为化学反应控制时，与颗粒大小不变时的情 况完全一样，故式（7-28）仍可适用。
t
B RS
bM BkCAg
1 1
xB
1/3
B RS
bM BkCAg
1
RC RS
当固相反应物完全反应时，RC=0， xB =1，完全反应时
对流化床反应器，有颗粒不被吹出和颗粒被吹出两种情 况。
RS，颗粒初始半径；CAg，流体主体中反应物浓度；CAS，颗粒外表面的浓度； CAC，颗 粒中心的浓度； CFS，颗粒外表面产物的浓度； CFC，颗粒中心产物的浓度。

化学反应工程流固相非催化反应器学习PPT教案

化学反应工程流固相非催化反应器学习PPT教案

当
lC
0，
t
B L2
2bDeC Ag
则：
t
1 lC
2
L
又： xB
1 2 AlC B 2 AL B
1 lC L
最后：
t
x
2 B
2、圆柱体颗粒，灰层扩散控制
底半径为R，高为L，扩散、反应主要集中在侧面，上、下底可忽略。
对灰层中的A作物料衡算，在厚度为r rC r R处，取厚度为dr、
2! t m 3! t m 4! t m
即求解 x B
例4：某气固相非催化反应，固体物料置于移动炉箅上，与错流过的气体反 应物作用。已知加料组成（体积分率）为：半径为50μm的颗粒占20%， 100μm的颗粒占30%，150μm的颗粒占30%，200μm的颗粒占20%，四种 粒度的完全反应时间（min）分别为：5、10、15及20，计算停留时间为 8min及16min所达到的转化率。
R 3kG
t1 1
x B1
，
5 1
0.5
1 10min
t2 2
xB2
，t2 0.98 2
1 R1 2 R2
2
R2 R1
1
4 10 2
20min
t2 0.98 20 19.6min
⑵灰层扩散控制
t
1
31
xB
2 3
21 x，B
B R2
bCAg 6De
t1
1
31
0.5
2 3
又：
t1
1
1
0.58
1 3
0.251
1
1
t1 0.251
4
2 2 1 2 2
R1 4 2 R2 2

《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章

《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章

《物理化学》高等教育出版(第五版)第八章-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第八章化学动力学(2)练习题一、判断题：1．碰撞理论成功处之一，是从微观上揭示了质量作用定律的本质。

2．确切地说：“温度升高，分子碰撞次数增大，反应速度也增大”。

3．过渡状态理论成功之处，只要知道活化络合物的结构，就可以计算出速率常数k。

4．选择一种催化剂，可以使Δr G m> 0的反应得以进行。

5．多相催化一般都在界面上进行。

6．光化学反应的初级阶段A + hv－→P的速率与反应物浓度无关。

7．酸碱催化的特征是反应中有酸或碱存在。

8．催化剂在反应前后所有性质都不改变。

9．按照光化当量定律，在整个光化学反应过程中，一个光子只能活化一个分子，因此只能使一个分子发生反应。

10.光化学反应可以使Δr G m> 0 的反应自发进行。

二、单选题：1．微观可逆性原则不适用的反应是：(A) H2 + I2 = 2HI ； (B) Cl· + Cl· = Cl2；(C) 蔗糖 + H2O = C6H12O6(果糖) + C6H12O6(葡萄糖) ；(D) CH3COOC2H5 + OH－=CH3COO－+ C2H5OH 。

2．双分子气相反应A + B = D，其阈能为40 kJ·mol－1，有效碰撞分数是6 × 10－4，该反应进行的温度是：(A) 649K ；(B) 921K ；(C) 268K ；(D) 1202K 。

3．双分子气相反应A + B = D，其阈能为50.0 kJ·mol－1，反应在400K时进行，该反应的活化焓≠∆mrH为：(A) 46.674 kJ·mol－1；(B) 48.337 kJ·mol－1；(C) 45.012 kJ·mol－1；(D) 43.349 kJ·mol－1。

化学工程与工艺专业(中级考试大纲)

化学工程与工艺专业(中级考试大纲)

《化学工程与工艺专业基础与实务（中级）》考试大纲1 前言根据原北京市人事局《北京市人事局关于工程技术等系列中、初级职称试行专业技术资格制度有关问题的通知》（京人发[2005]26 号）及《关于北京市中、初级专业技术资格考试、评审工作有关问题的通知》（京人发[2005]34 号）文件的要求，从2005 年起，我市工程技术系列中级专业技术资格试行考评结合的评价方式，为了做好考试工作，我们编写了本大纲。

本大纲既是申报人参加考试的复习备考依据，也是专业技术资格考试命题的依据。

在考试知识体系及知识点的知晓程度上，本大纲从对化学工程与工艺专业中级专业技术资格人员应具备的学识和技能要求出发，在考试要求中提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3 个层次的要求，这3 个层次的具体涵义为：掌握系指在理解准确、透彻的基础上，能熟练自如地运用并分析解决实际问题；熟悉系指能说明其要点，并解决实际问题；了解系指概略知道其原理及应用范畴。

在考试内容的安排上，本大纲从对化学工程与工艺专业中级专业技术资格人员的工作需要和综合素质要求出发，主要考核申报人的专业基础知识、专业理论知识和相关专业知识，以及解决实际问题的能力。

命题内容在本大纲所规定的范围内。

考试采取笔试、闭卷的方式。

《化学工程与工艺专业基础与实务（中级）》考试大纲编写组二○一七年一月2 考试内容及要求专业基础知识2.1 化工原理（化工单元操作）2.1.1 流体流动（1）考试要求掌握：流体流动过程中的基本原理及流动规律，包括流体静力学机械能守恒方程熟悉：流体的性质，流体力学基本知识，能够分析和计算流体流动问题，包括流体流动阻力计算和管路计算了解：流速、流量的测定（2）考试内容①流体运动的考察方法，流体受力和能量守恒分析方法②流体静力学及压强测定③流体流动连续性方程及其应用④机械能守恒及伯努利方程的应用⑤流动形态（层流和湍流）及判据⑥流速分布及流动阻力分析计算⑦化工管路的构成、布置与安装、管路计算⑧流速和流量的测定、流量计2.1.2 流体输送机械（1）考试要求掌握：离心泵的工作原理、特性曲线、流量调节和安装熟悉：离心泵的主要性能参数了解：各类化工用泵的主要结构、工作原理和主要用途（2）考试内容①主要流体输送机械的类型及特点②离心泵的类型、结构、工作原理、性能参数、特性曲线、流量调节、组合操作、安装和异常现象③往复泵的类型、工作原理、流量调节和特性曲线④其它主要化工用泵、通风机、鼓风机、压缩机和真空泵的主要特性2.1.3 非均相物系的分离（1）考试要求掌握：颗粒运动基本方法，沉降与过滤操作基本原理、基本方程式及应用熟悉：均相物系与非均相物系非均相物系分离方法；分离设备的分类及应用了解：分离设备的结构、特点（2）考试内容①曳力和颗粒自由沉降②降尘室、旋风分离器等主要沉降设备及操作原理③悬浮液的过滤原理和分类，过滤方程④压滤、吸滤和离心过滤设备2.1.4 传热及换热设备（1）考试要求掌握：传热过程的应用，工业换热方式，稳态传热与非稳态传热，传热推动力等熟悉：热量传递基本方式（三种），两流体通过间壁换热与传热速率方程式，传热的强化与弱化应用了解：对流传热影响因素，主要关联式，对流传热计算（2）考试内容①热传导，傅立叶定律与导热系数②平壁、圆筒壁热传导及计算③对流传热过程分析和数学描述④辐射传热基本概念及影响因素⑤间壁传热，总传热速率方程及其应用，热量衡算⑥传热推动力及计算方法⑦强化传热与消弱传热⑧加热介质与冷却介质⑨换热器的分类与选型2.1.5 气体吸收（1）考试要求掌握：传质、吸收与解吸过程的基本理论吸收的物料衡算，操作线与平衡线方程，以及吸收过程的计算熟悉：吸收操作的特点及影响吸收操作的因素了解：扩散系数、传质系数等参数的计算方法（2）考试内容①气—液相平衡，亨利定律②分子扩散和扩散系数③双膜理论和双膜控制阻力④吸收过程的推动力、传质速率、传质阻力⑤物理吸收和化学吸收2.1.6 液体蒸馏（1）考试要求掌握：蒸馏和精馏的基本原理能进行全塔物料衡算、回流比、理论板和全塔效率等的计算进料状态和位置特殊精馏的特点及应用熟悉：连续精馏的操作分析了解：平衡线、q 线方程、精馏段和提镏段操作线方程（2）考试内容①蒸馏原理与蒸馏操作②平衡蒸馏与简单蒸馏③理想和非理想体系的气液相平衡④精馏原理和精馏过程的数学描述⑤精馏塔的操作和操作线方程⑥双组分精馏的设计型和操作型的计算⑦间歇精馏特点与计算⑧萃取精馏和恒沸精馏2.1.7 气液传质设备（1）考试要求掌握：填料塔和板式塔的主要结构、构件常见气液传质设备的不正常操作情况了解：塔内两相流动状况和气液传质特性填料塔和板式塔的相关计算（2）考试内容①板式塔的结构和操作②塔板和塔内的两相流体力学特性、塔板效率③填料塔的结构及主要填料的特性④填料层和填料塔内的流体力学性能和气液传质⑤填料塔的相关计算⑥气液传质设备的不正常操作情况2.1.8 固体干燥（1）考试要求掌握：湿空气的主要性质和状态参数影响干燥过程的因素熟悉：干燥过程的物料衡算和热量衡算了解：干燥器的主要型式和应用（2）考试内容①湿空气的性质和湿度图②湿物料中水分的性质③干燥速率及其影响因素④干燥过程计算，热、质同时传递过程的基本计算⑤常用干燥器及特点2.1.9 蒸发（1）考试要求了解：单效蒸发、多效蒸发流程与计算蒸发设备、操作要点（2）考试内容①单效蒸发、多效蒸发的实质、流程特点、效率计算②蒸发设备的结构及作用，蒸发操作要点2.1.10 液液萃取（1）考试要求萃取操作和设备特性（2）考试内容①液液萃取原理②液液相平衡和三角形相图③单级和多级萃取过程④萃取设备主要类型、特点和选型⑤萃取设备操作和液泛、液滴传质2.1.11 其它传质分离方法（1）考试要求掌握：结晶过程、结晶方法、结晶应用吸附原理、吸附速率3膜分离技术的基本原理了解：结晶使用设备的特性吸附工艺膜技术的工业应用（2）考试内容①结晶②吸附分离与脱附③膜分离2.2 物理化学2.2.1 热力学基础（1）考试要求掌握：热力学基本概念，如系统与环境、状态函数、容量性质与强度性质、状态与过程热力学能、热、功、焓、熵、亥姆霍兹函数（△A）和吉布斯函数（△G）的定义、计算及对过程方向限度的判断熟悉：气体的基本性质，理想气体状态方程式、真实气体状态方程式的应用热力学第一、第二、第三定律文字表述和数学表达式了解：气体对应状态原理、气体压缩因子图的应用，混合气体 P-V-T 性质（2）考试内容①理想气体、真实气体、分压定律和分体积定律②气体的P-V-T 性质③物理化学基本概念和基本理论④热力学三定律和热力学函数2.2.2 化学平衡（1）考试要求掌握：平衡常数与平衡组成间的关系熟悉：运用化学势、摩尔吉布斯函数等对化学反应的方向和限度进行判定能运用热力学基本原理来分析化工生产中工艺条件变化对化学平衡及反应效果的影响了解：化学反应平衡常数及有关计算方法实际气体的化学平衡，逸度因子（2）考试内容①化学反应的平衡移动②平衡常数的各种表示方法及计算③各种因素对平衡组成的影响2.2.3 相平衡（1）考试要求掌握：相平衡的基本概念及相关计算几种溶液的性质、拉乌尔定律与亨利定律了解：互溶体系气液平衡的二元体系的 P-T 图，P-X-Y 图以及T-X-Y 图（2）考试内容①相率、相平衡②溶液组成及相图③溶液组成的各种表示方法及计算2.2.4 化学动力学（1）考试要求掌握：基本概念：基元反应与复合反应、反应级数、质量作用定律、活化能等简单级数反应的动力学处理方法及计算方法，阿累尼乌斯方程催化反应特点、历程熟悉：反应速率的影响因素了解：复合反应动力学特征，链反应特点及爆炸原因（2）考试内容①简单级数反应的动力学方程、速率方程②典型复合反应的动力学特征③温度、浓度对反应速率的影响④催化反应动力学2.3 化工相关专业知识2.3.1 环境保护与化工清洁生产（1）考试要求掌握：化工污染及污染物，环境质量标准，清洁生产熟悉：化工“三废”的污染与治理了解：环境和环境问题，环境保护法律、法规（2）考试内容①废气、废液、废渣的污染与治理②相关法规与内容2.3.2 化工安全（1）考试要求掌握：化工设备、化工生产、化学品储运基本安全知识熟悉：劳动保护技术常识，化工作业安全知识（2）考试内容①化工设备、压力容器②化学药品的分类、储运③防爆、防静电、防雷、防火等化工生产的安全2.3.3 化工过程的技术开发与管理（1）考试要求掌握：可评价化工生产效果的常用指标，工艺技术的经济指标熟悉：常用指标及经济指标的计算方法了解：新产品开发的步骤、可行性（2）考试内容①工艺过程的管理与指标②化工过程的技术开发专业理论知识2.4.化学反应工程2.4.1 气固相反应本征动力学（1）考试要求掌握：化学反应的分类、化学计量学及相关计算化学反应速率表示方法、反应速率常数固体催化剂的基本特征、基本要求5固体催化剂的活化、钝化和失活熟悉：温度对不同类型化学反应速率的影响了解：固体催化剂的表面吸附（2）考试内容①化学计量式，多重反应系统中的相关计算②化学反应速率的表示方法，温度的影响③气固相催化反应动力学方程④固体催化剂2.4.2 气固相反应宏观动力学（1）考试要求掌握：催化的基本原理，扩散对催化效率的影响熟悉：气固相催化反应过程及反应控制阶段催化剂颗粒形态、温度等对扩散因子的影响了解：气固相间的热量、质量传递过程及对总反应速率的影响（2）考试内容①气固相催化反应的宏观过程②催化剂颗粒内气体的扩散及扩散因子③扩散对反应的影响2.4.3 理想流动反应器及在反应器中的混合（1）考试要求掌握：理想流动模型，理想流动反应器特征熟悉：理想流动反应器中的物料混合状态、混合程度对反应结果的影响了解：反应器组合型式和操作方式的评选，物料在反应器中停留时间分布（2）考试内容①理想流动模型及反应器②生产能力和反应选择性比较③连续反应器中物料混合状态分析④混合程度及对反应结果的影响2.4.4 气-固相催化反应及反应器（1）考试要求掌握：固定床反应器的结构特点、传热方式、传热过程、传热推动力流化床的结构特点，固体流化状态、气体流动特性典型工业化生产所选用反应器类型熟悉：固定床的压力降及其影响因素，“飞温”及参数敏感问题流化床操作要点了解：气-固相催化反应过程机理固定床的物理特性、传质方式流化床的传热方式，流态化技术的本质特点、基本问题（2）考试内容①气-固相催化反应器的类型②固定床中的流体力学，传质、传热过程③各类固定床反应器的特点④管式催化反应器的“飞温”及参数敏感性问题⑤流化床反应器62.4.5 气-液反应及反应器（1）考试要求掌握：气-液反应过程的动力学特征气-液反应器的类型及应用熟悉：典型气液反应器的结构、物料混合特征，操作要点了解：气-液相间传质过程及相平衡（2）考试内容①气-液反应历程、气-液平衡②伴有化学反应的动力学特征③气液反应器分类和应用④鼓泡气-液反应器、搅拌鼓泡气-液反应器、填料反应器2.4.6 气-液-固三相反应工程（1）考试要求掌握：气-液-固三相反应器类型及宏观动力学熟悉：滴流床反应器了解：气-液-固三相反应器传质、传热过程（2）考试内容①气-液-固三相反应器分类、适用范围②滴流床三相反应器2.4.7 流-固相非催化反应（1）考试要求了解：流-固相非催化反应的特点、机理流-固相非催化反应器（2）考试内容①流-固相非催化反应的分类及特点②流-固相非催化反应器的应用场合2.4.8 聚合反应工程（1）考试要求掌握：聚合反应分类，聚合反应机理，聚合反应动力学熟悉：聚合方法及特点，工业条件对聚合度的影响了解：聚合设备（2）考试内容①聚合分类及特征，共聚物特征②聚合实施过程的区别③自由基聚合机理2.5 典型化工产品工艺（1）考试要求掌握：典型的化工产品的生产工艺过程，能对工艺流程、工艺条件、所用原材料、设备等进行分析，找出其特点熟悉：烃类热裂解、合成氨、硫酸、烧碱、氯乙烯单体合成及聚氯乙烯的生产工艺，主要反应方程式了解：各工艺的副产物，三废治理，生产安全知识（2）考试内容①烃类裂解及裂解气净化、分离7②合成氨生产工艺（原料气的生产、脱硫脱氯、变换、脱碳、精制、氨的合成）③硫酸生产工艺（炉气的制备、净化与干燥，二氧化硫的转化，三氧化硫的吸收及尾气处理）④烧碱生产工艺（盐水的精制，几种电解方法的对比，副产物的形成原因等）⑤由乙烯为原料合成氯乙烯（乙烯直接氯化与乙烯氧氯化法对比，二氯乙烷裂解）⑥由氯乙烯为原料合成聚氯乙烯2.6 知识产权相关知识了解知识产权的基本概念了解知识产权的分类了解知识产权法了解专利权的定义与分类了解专利与标准的关系和区别了解商标的定义了解著作权与版权的定义了解专利权和商标的申报程序了解专利权和商标保护的时效8。

流固相非催化反应

流固相非催化反应

2023
《流固相非催化反应》
CATALOGUE
目录
流固相非催化反应概述流固相非催化反应动力学流固相非催化反应的工程应用流固相非催化反应的影响因素流固相非催化反应的优化与控制展望未来的研究方向
流固相非催化反应概述
01
定义与特点
流固相非催化反应指的是在流动状态下，固体物质之间或固体与气体之间发生的非催化反应。
成熟阶段
03
近年来，随着纳米科技和微流控技术的发展，流固相非催化反应的研究已经进入了一个全新的阶段，各种新型的反应器和工艺流程不断涌现。
流固相非催化反应动力学
02
VS
反应速率是描述化学反应快慢的物理量，通常以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。在流固相非催化反应中，反应速率受到多种因素的影响，如温度、压力、浓度、粒径等。
优化反应流程
通过实现绿色生产，减少对环境的污染，提高企业的竞争力。
实现绿色生产
THANK YOU.
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有机物光解
选择合适的催化剂，如金属氧化物、硫化物等，以促进有机物的光解反应。
催化剂选择
提高光能利用率，降低能耗，是实现有机物光解的重要研究方向。
光能利用效率
有机物光解
流固相非催化反应在燃料燃烧领域具有广泛的应用，如煤、石油、生物质等燃料的燃烧反应。
燃料燃烧反应
燃料燃烧反应
通过优化燃料与空气的混合比例、燃料预处理、反应温度等条件，提高燃烧效率，减少能源浪费。
燃烧效率提高
流固相非催化反应可用于控制燃料燃烧过程中的污染物排放，如硫氧化物、氮氧化物等。
污染物控制
流固相非催化反应的影响因素
04
温度
升高温度通常会促进化学反应的进行，因为这增加了分子碰撞的能量和频率，提高了反应速率。然而，过高的温度可能导致物质分解或产生其他副反应。

《流固相非催化反应》课件

《流固相非催化反应》课件
绿色化与可持续发展
随着环保意识的提高，未来的流固相非催化反应技术将更加注重绿色化和可持续发展， 以降低对环境的影响。
VS
流固相非催化反应在新能源开发中的 应用，可以有效地推动能源结构的优 化和转型，减少对化石能源的依赖， 实现可持续发展和低碳经济。
05
流固相非催化反应研究 进展与展望
当前研究热点与成果
流固相非催化反应在工业生产中的应用
当前研究的热点是如何将流固相非催化反应更好地应用于工业生产中，以提高生产效率和降低能耗。已经取得了 一些重要的研究成果，如流化床反应器在煤化工和石油化工领域的应用。
反应过程强化与优化
如何进一步强化和优化流固相非催化反应过 程是未来的一个重要研究方向。这需要深入 研究反应机理和动力学，并探索新的反应技 术和设备。
技术发展前景与展望
智能化控制与监测
随着人工智能和大数据技术的发展，未来可以实现对流固相非催化反应过程的智能化控 制和监测，进一步提高反应效率和安全性。
《流固相非催化反应》PPT课件
目录
• 流固相非催化反应概述 • 流固相非催化反应动力学 • 流固相非催化反应实验技术 • 流固相非催化反应应用实例 • 流固相非催化反应研究进展与展望
01
流固相非催化反应概述
定义与分类
总结词
流固相非催化反应是指在流态固体催化剂存在下，反 应物在无催化剂存在的条件下进行化学反应的过程。 根据反应物和产物的不同，可以分为均相反应和非均 相反应。
02
流固相非催化反应动力 学
反应速率方程
反应速率方程的推导
基于化学反应动力学原理，通过分析流固相非催化反应的机理，推导出适用于该反应的动力学方程。
反应速率方程的适用范围
明确反应速率方程的应用条件，如温度、压力、反应物浓度等，并指出其局限性。

第八章流固相非催化反应及反应器PPT课件

第八章流固相非催化反应及反应器PPT课件
高等反应工程
第八章 流固相非催化反应及反应器
流体和固体发生多相反应且固体不是催化剂， 称这类反应为流固相非催化反应。
矿石的焙烧(冶金工业)、矿石的浸取(用酸或碱)、煤的气 化、煤的燃烧、离子交换过程、催化裂化中结焦催化剂的 再生、固体催化剂的还原再生等均属于流固相非催化反应。
与催化反应过程的重要区别：固体状态随反应进行而发生变化。
颗粒的外表面就立即反应完。 C. 随着反应进行，固体反应组分不断消耗，反应面不断沿颗
粒径向减小的方向收缩，未反应颗粒半径慢慢缩小。
2020/2/15
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6
两种情况：
1) 反应有新的固体产生，可 近似地认为反应前后固体颗 粒大小不变。
2) 反应无固体产物生成，只生 成流体，若无惰性固体物质存 在下，固体颗粒逐渐缩小。
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可编辑
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B. 第二种情况：当固体颗粒内和产物层内流体的扩 散阻力可忽略不计时，即化学反应相对于扩散的速 率慢得多的情况，颗粒内外流体组分浓度相同，固 体物各处以相同的速率消耗。
颗粒动力学在忽略外扩散 阻力情况下为本征动力学控制。 也称为“真均相模型”。
此时，反应使固体颗粒各 处反应物的密度以相同的速率 减小，产物密度以相同的速率 增加，反应结束时固体反应物 同时在各处消失而生成产物。
整体反应区模型根据反应进程按动力学特征可分成两个情 况：
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可编辑
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A. 第一种情况：整体反应区模型，动力学过程可分 为两个阶段。
1） 无固体完全反应层阶段： 此阶段整个颗粒均为反应区。 流体通过颗粒外层滞流膜Biblioteka ， 在整个颗粒内扩散与反应同 时进行。
2） 形成固体完全反应层阶 段：由于流体浓度由颗粒外 到内逐步下降，反应速率受 此影响，最终颗粒外层先形 成产物层区，中间为反应区 域，和无流体存在的固体反 应物核心区。

化学反应工程第八章 气-液固三相反应及反应器PPT课件

化学反应工程第八章 气-液固三相反应及反应器PPT课件
18
19
压降
20
涓流床三相反应器中的传递过程
21
22
涓流状态下液—固相间传质系数
23
涓流床中的传热
24
机械搅拌鼓泡悬浮三相反应器
利用机械搅拌的方法使催化剂保持悬浮状态，有较高的 传质和传热系数，但带来了较高的动力消耗和催化剂颗粒磨 损。
按照气体的分散方式，机械搅拌悬浮三相反应器分为压 力布气式和自吸式两种。
2
工业上采用的气—液—固反应器按床层的性质主要分为 （1）固体固定型（fixed bed，固定床） （2）固体悬浮型（ suspended bed ， expended bed，膨胀 床） （3）输送床(transport bed，携带床)。
4
固定床气-液-固反应器
——涓流床（滴流 床反应器），液 流向下流动，以 一种很薄的液膜 形式通过固体催 化剂，而连续气 相以并流或逆流 的形式流动，但 正常的操作方式 是气流和液流并 流向下流动。
31
固体完全悬浮时的临界气速
32
33
34
35
36
37
三相流化床反应器
三相流化床反应器的流体力学 分为安静鼓泡区、湍流鼓泡区、栓塞流区、过渡区
在低气速下，液相为连续相；在高气速下，气体力连续相。 流型团与液体的粘度及表面张力和固体颗粒的粒度及密度 等性质有关。
38
39
三相流化床的液体临界流速
(2)过渡流动区——继续提高气体流 速，床层上部是喷射流，下部出现脉 冲现象。
(3)脉冲流动区——气速进一步增大
16
(4)分散鼓泡区——若再增大气速，各脉冲间的界限变得不 易区分，达到一定程度后，形成分散鼓泡区。这时液相成 为连续相，气体则呈气泡状存在，形成分散相。

高等化学反应工程_福建农林大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

高等化学反应工程_福建农林大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

高等化学反应工程_福建农林大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.效率因子法将反应特性和( )特性对表观反应速率的影响做了区分。

参考答案:传递2.传热准数的物理意义是反应器的传热能力和反应物料( )之比。

参考答案:比热容3.化学反应吸收的总传质系数不仅与气膜传质分系数和液膜传质分系数有关，还和化学反应( )因子有关。

（增强/衰弱）参考答案:增强4.某反应器的停留时间分布的无量纲方差约为0.01，则可判断此反应器中流体流动状况接近于( )理想流动模型。

（全混流/平推流）参考答案:平推流5.活化能E反映了反应速率对( )的敏感程度。

（温度/浓度）参考答案:温度6.利用实验反应器测得的动力学数据建立反应动力学模型一般要经过模型筛选、实验数据处理和( )三个步骤。

参考答案:模型的显著性检验7.催化剂颗粒内的孔区分为和粗孔。

参考答案:微孔8.当催化剂的配方确定后，影响Thiele模数数值和内部传递作用大小的主要因素是催化剂的粒度和由催化剂内部孔道结构和大小决定的。

参考答案:有效扩散系数9.通常气固相催化反应的主要温差出现在催化剂外部，而浓度差常出现在催化剂。

（内部/外部）参考答案:内部10.当催化剂的配方确定后,影响内部传递作用大小的主要因素是催化剂粒度以及由催化剂内部孔道结构和大小决定的。

参考答案:有效扩散系数11.均相反应器的特征是在反应器内存在（）种相态参考答案:一12.右图所示的是那种反应器（）【图片】参考答案:釜式反应器13.对于气固系统，热阻和温度梯度主要在催化剂外部。

参考答案:正确14.催化剂内部的传质过程、传热过程和化学反应过程之间，既不是串联过程，也不是平行过程，而是传递和反应同时发生并交互影响的过程。

参考答案:正确15.对于平行孔模型来说，颗粒有效扩散系数与颗粒孔隙率的平方成反比。

参考答案:错误16.对于换热列管式固定床反应器，采用较小的管径主要是为了( )。

参考答案:消除径向温度梯度17.在间歇反应器中进行等温二级反应A→B，当时，求反应至所需时间为( )秒。

化学反应工程第七章资料

化学反应工程第七章资料

Deff
dCA dR
RdR
d dR
[
R2
Deff
dCA ] 0 dR
CA CCAASC
R RS R RC
CA
CAC
CA
CAC
1 RC 1 RC
/R / RS
在R=Rc处微分得
dCA dR
RRC
CAS CAC RC (1 RC / RS )
2.总体速率的一般计算式
代入内扩散速率方程
气＋气→固＋气
TiCl4 O2 TiO2 2Cl2
7－1流－固相非催化反应的分类
2.液－固相非催化反应
固+液→固＋气 固+液→固＋液+气 固+液→气 固+液→固 固+液→固＋液
2.液－固相非催化反应
固＋液→固＋气 2Ca5F(PO4)3 7H2SO4 3H2O 3Ca(H2PO4)2 H2O 7CaSO4 2HF 固＋液→固＋液+ 气
2Ca5F (PO4 )3 5H2SO4 10H2O 5CaSO4 2H2O 3H3PO4 HF
7－1流－固相非催化反应的分类 2.液－固相非催化反应
固＋液→液 UO3 H2SO4 UO2SO4 H2O
固＋液→固
FeTiO3 2H2SO4 TiOSO4 FeSO4 2H2O 固＋液→固＋液
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
1.外扩散速率、内扩散速率与表面反应速率
CAS CAC
CAg
1.外扩散速率、内扩散速率
与表面反应速率
dnA dt
1 b
dnB dt

反应工程第七章

反应工程第七章
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文献检索 3．反应器型式的多样性 流–固相反应的反应装备有间歇反应器和连续反应器。 在连续反应器中，有固定床、移动床、流化床和气流床反 应器。 4．固体颗粒的转化率高 用气体或者用液体对固相进行化学加工，都要求固相 物料的转化率较高。要求反应器兼备传热效率高和固相转 化率高两方面性能。 5．气–固相反应的反应温度高 大多数气–固相反应属于高温焙烧和高温锻烧反应，反 应温度较高，一般在500℃以上。
第七章 流-固相非催化反应
文献检索
概 述
流-固相非催化反应简称流-固相反应，是一类重要的反应。 反应中有流体相(气体或液体)和固体相，可表示为:
A(流体) + B(固体) → C(流体) + D(固体)
这是一个普遍式，实际反应按A、B、C、D物相组合方式具 有多种类型，但其中的固体不是催化剂，而是反应物或者产 物。
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颗粒大小不变 反应过程中颗粒大小不变。颗粒周围有滞流边界层，反 应开始时在颗粒表面进行反应，生成固体产物或者固相中有 隋性物残留，形成产物层外壳和未反应芯。 随着反应的进行，固体产物层或惰性残留层不断向内扩 展，未反应芯缩小，反应界面不断内移。 低转化率 产物 收缩未反应芯 高转化率
型、整体反应模型、有限厚度反应区模型、微粒模型等。
最常用的是收缩未反应芯模型，又可以分为颗粒大小不变 与颗粒逐渐减小两种情况。
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文献检索
①研究流–固相反应的反应过程模型及其总体速率。
②在大型实验装置中模拟物料在工业反应器中的 流动状况，研究流–固两相的流动性质，采用数 学方法归纳成数学模型，数学模型的应用严格限 制在实验范围内。这种研究方法称为“冷态”实 验。 ③进行工业试验，即“热态”试验，对反应动力 学和“冷态”试验结果进行检验和修正。

有机催化反应工程-气固相非催化反应

有机催化反应工程-气固相非催化反应

反应物g和未反应界面都在向 球粒中心移动，但与g的传递 Cgb
速率相比，界面的移动速度要
小得多，可看成相对静止
CgS
CgC
dNg dt
4r
2
Dc
dCg dr
r
恒值
rS rC 0
灰层扩散控制
dN g dt
1 ( rC
1 rS
Hale Waihona Puke )4DCCgdNS bdNg M dVP 4rC2drC
M
)
0
cg
cgc
( cgs
cgc
) 1 rc 1 rc
/ /
r rs
(
dcg dr
) r rc
cgs cgc rc (1 rc / rs )
单颗粒反应速率
cgc 1 ( rc )2
cg k krc ( 1 rc )
rs K m Dc
rs
dNg dt
4rc2kcgc
4rc2kcg
1 ( rc )2 k krc
rC ( 1
r rS
C
1 rS
)rC2drC
bDCCg
t
dt
0
t
M rS2
6bDCCg
1
3
rC rS
2
2
rC rS
3
灰层扩散控制
M rS2
6bDCCg
t
2
1 3(1 xS ) 3
2(1 xS )
表面反应控制
传质速率＞＞反应
dNS dt
b dNg dt
b4rC2kCgC
dNS bNg M dVP
rS
Cgb
M
drC dt
bkCg

第八章 流-固相非催化反应

第八章 流-固相非催化反应
2 B S C 2 C 3 eff B Ag S S
R t 6 D bM C
2 B S f eff B
(8 25)
Ag
Note：由（8-25）知：若 D , C , R , 则t . 强化总体速率措施： Deff 。
eff Ag S f
t 1 3(1 x ) 2(1 x ) t
8-18
超细颗粒化学气相合成：
二、CVD的主要技术：据化学反应的激活能形式不同，分四 种: ①常压化学气相沉淀技术（热能激活） ②减压化学气沉淀技术（热能激活） ③等离子增强化学气相沉淀（低温等离子体中的载能电子激 活) ④金属有机化合物化学气相沉淀
8-19

8-12
流体滞流膜扩散控制



特点：
①扩散面积随颗粒缩小而缩小； ②外扩散传质系数因颗粒缩小也随之改变。 ＊ yR R t [1 ( ) ] (8 35) 2bDM C R ＊
2 B i S C 2 B Ag S
t
f
yR
B i B
2 S
2bDM C
23
Ag
（8-36）
8-4

收缩未反应芯模型：（缩芯模型）
对情况①：与气固相催化反应过程类似， 整个反应过程由5个步骤组成： a反应物外扩散过程 b反应物内扩散过程 c表面化学反应过程 d产物内扩散过程 e产物外扩散过程。（无流体产 物，仅有固相应物时：仅有a、b、c） 对情况②：仅有a、b、c三步。
宏观反应过程与控制阶段的判别
④观察
R 与t
S
关系：
2 S2 1.5~ 2
R t ： ( ) 流体滞流膜外扩散控制 t R R t ) 固相产物层扩散控制： ( t R R t 化学反应控制： t R

化学反应工程第八章流化床反应器课件

化学反应工程第八章流化床反应器课件
气泡上升到床层表面时的破裂将部分颗粒弹出床面。在 密相床上面形成一个含有少量颗粒的自由空域 （freeboard）。
一部分在自由空域内的颗粒在重力作用下返回密相床， 而另一部分较细小的颗粒就被气流带走，只有通过旋风 分离器的作用才能被捕集下来，经过料腿而返回密相床 内。
(3) 节涌流化床
对于高径比较大的流化床，直径较小， 当表观气速大到一定程度时，会由于气 泡直径长大到接近床层直径而产生气栓 （slug）。气栓像活塞一样向上升，而气 栓上面颗粒层中的颗粒纷纷下落，气栓 达到床层表面时即破裂。床层压降出现
A类颗粒称为细颗粒，一般粒度较小（30 ~ 100μm）并且颗
粒密度较小（ρp<1400 kg/m3）。 ➢ A类颗粒形成鼓泡床后，密相中空隙率明显大于临界流
化空隙率εmf ； ➢ 密相中气、固返混较严重，气泡相与密相之间气体交换
速度较高； ➢ 随着颗粒平均粒度降低，气泡尺寸随之减小； ➢ 催化裂化催化剂是典型的A类颗粒。
➢ 对于较小和较轻的A类颗粒，当表观气速ug刚超过临界 流化速度的一段操作范围内，多余的气体仍进入颗粒群 使之均匀膨胀而形成散式流态化，但进一步提高表观气 速将生成气泡而形成聚式流态化，这种情况下产生气泡 的相应表观气速称为起始鼓泡速度或最小鼓泡速度umb。
2. 聚式流态化与散式流态化
决定散式或聚式流态化的主要因素是固体与流体之 间的密度差，其次是颗粒尺寸。 当用水流化密度很大的铅颗粒，液-固流化床中也有大液 泡形成聚式流化行为。 当用1.5～2.0MPa压力下密度增大的空气流化260μm的砂 子，出现了散式流态化现象。 处于散式流态化的液-固流化床为均匀的理想流态化状态。
我国于1956年开始将流态化技术应用于工业装置，南京化学 工业公司自立更生建立了硫铁矿流化床焙烧装置，取代多层 硫铁矿机械焙烧炉，并迅速广泛推广，促进了硫酸工业发展。
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8-18
超细颗粒化学气相合成：
二、CVD的主要技术：据化学反应的激活能形式不同，分四 种: ①常压化学气相沉淀技术（热能激活） ②减压化学气沉淀技术（热能激活） ③等离子增强化学气相沉淀（低温等离子体中的载能电子激 活) ④金属有机化合物化学气相沉淀
8-19

8-12
流体滞流膜扩散控制

积随颗粒缩小而缩小； ②外扩散传质系数因颗粒缩小也随之改变。 ＊ yR R t [1 ( ) ] (8 35) 2bDM C R ＊
2 B i S C 2 B Ag S
t
f
yR
B i B
2 S
2bDM C
23
Ag
（8-36）
B S C 3 B G Ag S
B S f B G Ag
t x (反应时间分率 ) (8 22) t 注：由（8-21）知：若 k , C , R , 则r . G Ag S f 强化总体速率措施： 。
B f
k
G
8-10
固体产物层（或惰性残留物层）内扩散控制
＊Ａ的浓度分布：CAg CAS CAC ; 对不可逆反应，C 0 AC R R R [1 3( ) 2( ) ](8 24) t 6 D bM C R R
8-4

收缩未反应芯模型：（缩芯模型）
对情况①：与气固相催化反应过程类似， 整个反应过程由5个步骤组成： a反应物外扩散过程 b反应物内扩散过程 c表面化学反应过程 d产物内扩散过程 e产物外扩散过程。（无流体产 物，仅有固相应物时：仅有a、b、c） 对情况②：仅有a、b、c三步。
第八章
流－固相非催化反应
第一节 流固相非催化反应的分类及特点
8-1 分类：
气固相非催化反应（按物相分五类）； 液固相非催反应（按物相分五类）.
8-2 特点：
①反应类型的多样性：类型不同，工艺流程不同，工程操作 参数不同，反应器不同。 ②固相物料的多样性：固相物料物性不同，对输送、供料、在反 应器中流动状况不同，并影响反应体系的宏观动力学行为。 ③反应器型式的多样性： ④固体颗粒的转化率高：不应使用固相返混严重的反应器，须采 用逆流接触设备→须兼备传热效率高、固体转化率良好的反应器。 对可逆放热气固相非催化反应，存在最佳温度问题。 ⑤气－固相非催化反应温度高；
A
B
B
2
C
C
bM C dR ＊导得： (8-12) R (R R )R 1 dt kR R D k
C B Ag B 2 C S C C 2 G S S eff
B
联立（8-9）、（8-11）并积分：
RS RC 3 RS 2 RC 2 RC 3 RS RC t { [1 ( ) ] [1 3( ) ( ) ] [1 ]} bM BCAg 3kG RS 6Deff RS RS k RS
宏观反应过程与控制阶段的判别
④观察
R 与t
S
关系：
2 S2 1.5~ 2
R t ： ( ) 流体滞流膜外扩散控制 t R R t ) 固相产物层扩散控制： ( t R R t 化学反应控制： t R
1 S1 2 S2 2 1 S1 2 S2 1 S1
(8 39) (8 40) (8 41)
2 B S C 2 C 3 eff B Ag S S
R t 6 D bM C
2 B S f eff B
(8 25)
Ag
Note：由（8-25）知：若 D , C , R , 则t . 强化总体速率措施： Deff 。
eff Ag S f
t 1 3(1 x ) 2(1 x ) t
dn dt 4R k (C C )(8 1) C , CA : 未知 dC dn 4R D ( ) (8 2)未反应芯半径随时间变 化 d dt dn 4R kC (8 3) dt
A 2 S G Ag As AS C A 2 A C eff R RC R A 2 C AC
t 1 (1 x ) t
B f
13
(8 30)
第四节 颗粒缩小时综芯模型的总体速率
A(f)+bB(s) →fF(f) 两个步骤：气膜扩散；外表面化学反应
由8-9得，球形颗粒：
C dn 4R [ ] 1 1 dt k k
A 2 Ag c G
(8 38)
可见，当颗粒完全反应时， R 0, x 1, 故
C B
R R R t ( ) bM C 3k 6D k
2 B S S S f B Ag G eff
(8 18)
8-9
流体滞流膜扩散控制
Ａ的浓度分布： CAg CAS CAC ; 对不可逆反应， C 0 AC R R t [1 ( ) ] (8 20) 3bM k C R R t (固相反应物 B完全反应时 )(8 21) 3bM k C
B
8-8
宏观反应速率
四、固相反应物B的转化率XB与Rc的关系： R 据XB定义： x 1 ( ) (8-13) R xB 与t的关系：将(8-13)带入(8-16): 五、
C 3 B S
RS RS 2 RS B 23 t { xB [1 3(1 xB ) 2(1 xB )] [1 (1 (1 xB )1 3 ]} (8 17) bM BCAg 3kG 6Deff k
A 2 Ag S 2 S S C S 2 G eff C C
8-8
宏观反应速率
三、未反应芯半径Rc与反应时间t的关系： 据(8-11) n V ( 4 R ) M M 3 和 dn 1 dn 4 R dR dt b dt bM dt
B B 3 B C C B B
t 1 (1 x ) t
B f
(8 23)
8-13
8-14
*
化学反应控制：
宏观反应过程与控制阶段的判别：
与颗粒大小不变时相同 （8-28）适用
总体速率：颗粒不变（8-9）；颗粒缩小（8-38）
8-14
宏观反应过程与控制阶段的判别
反应控制步骤的判别： 由实验观察温度、反应时间、颗粒大小对过程的影响。 ①考察温度对不同控制步骤及总体速率的影响：温度对化学 反应速率影响最明显。
8-14
宏观反应过程与控制阶段的判别
t t ~ (1 xB )呈直线，外扩散控制 f ; R t ~ C 呈直线，化学反应控制 RS t f
②考察气速对总体速率的影响： 总影响显高，则为外扩散控制。 t ③考察 与x 及R 关系： t
B C f
否则，内扩散控制
8-14
超细颗粒的化学液相合成
一、通过液相反应生成沉淀： ①沉淀法：合成金属氧化物。共沉淀法，均匀沉淀法。 ②醇盐水解法： ③溶胶似胶法（sol-gel法）：4步 ④水热合成法： ⑤非水液相合成法： 二、溶剂蒸发法： ①喷雾干燥法： ②喷雾热解法： ③冷冻干燥法：
第六节 超细颗粒的化学气相合成与液相合成 8-18 超细颗粒化学气相合成：
化学气相淀积法（CVD）:用固体原料，在气相中通过化学 反应合成物质的基本粒子，再经过成核和生长两阶段合成粒 子，薄膜、晶须和晶体等固体材料的工艺过程。 一、CVD的基本类型： 一般式五种类型： ①热解②还原 ③氧化④置换⑤歧化
第二节 流固相非催化反应模型
8-4 收缩未反应芯模型：（缩芯模型）
1、要点：反应只在固体颗粒内部产物与未反应固体的界 面上进行；反应表面由表及里不断向固体颗粒中心收缩，未 反应芯逐渐缩小。
8-4
收缩未反应芯模型：（缩芯模型）
2、两种情况： ①颗粒大小不变（反应过程中 有固相惰性物残留或有新的固相 产物生成），反应界面不断内移。 ――固体反应物无孔时或反应速 率很快、流体扩散非常慢时。） ②颗粒不断缩小――不生成固 体产物，无惰性物残留；产物仅 为流体。
23 B B f
(8 26)
8-11
化学反应控制
Ａ的浓度分布：CAg
C C ;
AS AC
对不可逆反应， C
＊
B S
R R t [1 ( )] bkM C R ＊ ＊ t R
C B Ag S
B S f
AC
0
(8 28)
(8 29)
bkM C
B
Ag
Note：由（8-29）知：若 k , C , R , 则t . Ag S f 强化总体速率措施： k。
8-8
宏观反应速率
二、总体速率的一般计算式： 式(8-2)中 dC A 可由Ａ的扩散过程的物料衡算导得： ( ) RR dR dCA CAS CAC ( ) R R （8-7）
C
d
C
R
R (1 R R )
C C S
据加和法则：式（8-9）

C dn 4R [ ] 1 R (R R ) R dt k D R k k
第三节 粒径不变时缩芯模型的总体速率
8-8 宏观反应速率
对流固相非催化反应：A(f)+bB(s) →fF(f)+sS(s) 假设：等温球形颗粒；拟定态过程（反应界面不动的定 态过程；界面移动速度＜＜流体反应物扩散速率）；对A 为 一级不可逆反应。 一、外扩散速率、内扩散速率、表面化学反应速率：
8-3
流固相非催化反应的研究方法
器内过程：化学反应过程（反应动力学问题）； 传递过程（物理效应或宏观传递效应） 研究步骤： ①反应模型（主要模型：收缩未反应芯模型；整体反应 模型；有限厚度反应区模型；微粒模型；单孔模型；破裂芯 模型）。 ②用模拟方法——冷模试验研究两相流动行为，测验有 关数据，建立经验或半径验数学方程（模型过于简化，常与 实际不一致）。用逐级效大法。 ③热模试验研究反应参数对反应性能的影响，获取设计 参数，检验反应动力学和冷模试验结果。