作业题
? 4－ 3解
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作业题
? 2－ 5解
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3 3 7,04 10
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1 1 1ζ = 0, 6 9
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8, 3 1 4 [ / ] 8, 3 1 4 [ / ] 8, 3 1 4 [ / ]
8, 3 1 4 [ / ]
AAp C R T
R J K m o l N m K m o l P a m K m o l
M P a c m K m o l
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5 2 5 2 2
52
7.6 96 10 7.6 96 10 ( )
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7.6 96 10 ( )
A A A
A
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52
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33
0,2 5 7,6 9 6 1 0 ( 8,3 1 4 7 7 3,1 5 ) 0,8 0,1 0 1 3 2 5 /( 8,3 1 4 7 7 3,1 5 )
3 0,0 2 5
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第八章 流－固相非催化反应
? 固相颗粒内部条件随时间变化－－非定态
? 复杂性,
? （ 1）颗粒体积的变化情况
? （ 2）反应区域的变化情况
? （ 3）粒子大小的均匀情况
? （ 4）流－固相之间的流动情况
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
8－ 1流－固相非催化反应的分类
一、气－固相非催化反应
固 → 固＋气
固＋气 → 固
32
3 2 3 2 2
C a C O C a O + C O
2 N a H C O N a C O H O + C O
?
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2 2 3
2 2 2
4 F c + 3 O 2 F c O
C a C N C a C N C
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? ? ?
8－ 1流－固相非催化反应的分类
一、气－固相非催化反应
固＋气 → 气
固＋气 → 固＋气
气＋气 → 固＋气
22C + O C O
C + H O C O + H
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?
2 2 2 3 2
22
4 F e S + 1 1 O 2 F e O + 8 S O
Z n O H S Z n S H O
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? ? ?
4 2 2 22T iC l O T iO C l? ? ?
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
? 8－ 1流－固相非催化反应的分类
? 一、气－固相非催化反应
? 固 → 固＋气
? 固＋气 → 固
? 固＋气 → 气
? 固＋气 → 固＋气
? 气＋气 → 固＋气
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
8－ 1流－固相非催化反应的分类
二、液－固相非催化反应
固＋液 → 固＋气
固＋液 → 固＋液 + 气
5 4 3 2 4 2 4 2 3 42 ( ) 5 1 0 5 2 3C a F P O H S O H O C a S O H O H P O H F? ? ? ? ?
5 4 3 2 4 2 2 4 2 2 42 ( ) 7 3 3 ( ) 7 2C a F P O H S O H O C a H P O H O C a S O H F? ? ? ? ?
8－ 1流－固相非催化反应的分类
二、液－固相非催化反应
固＋液 → 液
固＋液 → 固
固＋液 → 固＋液
3 2 4 2 4 2U O H S O U O S O H O? ? ?
3 2 4 4 4 222F e T iO H S O T iO S O F e S O H O? ? ?
3 2 2
2 3 2 2
22
2 4 2 ( )
Z n S F e C l Z n C l F e C l S
M g O B O N a B O M g O H
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第二节 流固相非催化反应模型
? 8－ 4收缩未反应芯模型
? shrinking core model
两种情况（ 1）有新固产物（ 2）无固体产物
( ) ( ) ( ) ( )A f b B s f F f s S s? ? ?
8－ 4收缩未反应芯模型
（ 1）外扩散
（ 2）内扩散
（ 3）表面化学反应
（ 4）内扩散（流体产物）
（ 5）外扩散（流体产物）
无固体产物：无（ 2）（ 4）步
无流体产物：无（ 4）（ 5）步
气相主体
气膜
固体产物层
反应界面
收缩未反应芯
CAS
CAg
CAC
8－ 5 整体反应模型
? 两个阶段,
? 第一阶段：未形成固体产物层，反应区为整个颗
粒
? 第二阶段：形成固体产物层，且不断扩展；与此
同时，反应区则不断缩小
8－ 6 有限厚度模型
8－ 7 其他模型
? 微粒模型
? 单孔模型
? 破裂芯模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
“闭口, 现象和, 开口, 现象
“闭口, 现象和, 开口, 现象
8－ 8宏观反应速率
单位时间内每个颗粒上流体反应物 A物质量的减少
（单位时间内每个颗粒上固体反应物 B物质量的减少）
第三节 粒径不变时的缩芯模型的总体速率
( ) ( ) ( ) ( )A f b B s f F f s S s? ? ?
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
8－ 8宏观反应速率
一、外扩散速率、内扩散速率与表面反应速率
CAS
CAg
CAC
一、外扩散速率、内扩散速率
与表面反应速率
2
22
2
1
4 ( )
1
44
1
4
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AB
S G A g A S
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AB
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CAS
CAg
CAC
二、总体速率的一般计算式
首先建立产物层内反应物 A的浓度分布
22
2
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A
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A A C A A C
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RR
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二、总体速率的一般计算式
代入内扩散速率方程
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2
1
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4
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A S A CAB
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AB
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R k C C
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二、总体速率的一般计算式
然后三式联立消元 2
2
1
4 ( )
1
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AB
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A S A CAB
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22
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S G S C e ff C
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总体反应速率（宏观动力学）
非均相反应
（ 1） 气固相催化反应
（ 2）气液反应
（ 3）气固相、液固相非催化反应
（ 4）气液固三相反应
三个层次：反应器、颗料、分子
总体反应速率（宏观动力学）
反应的流程（步骤）
（ 1） 气固相催化反应,
外扩散 → 内扩散、反应
（ 2）气液反应,
外扩散 → 液相扩散、反应
（ 3）流固相非催化反应（缩芯模型）,
外扩散 → 内扩散 → 表面反应
总体反应速率（宏观动力学）
（ 1） 气固相催化反应 反应的流程（步骤）,
外扩散 → 内扩散、反应
2 = 4 ( )
ζ
S G A g A s
As
R k C C
kC
? ?
is
外 扩 散 速 率
( 内 扩 散 ) 反 应 速 率 = S
2
g
2
2
( ) = 4 ( ) ζ
=
111 / 4 1 / ζ
4 ζ
A S G A g A s A s
A g A s A gAs
SG
SG
r R k C C k C
C C CC
R k k
R k k
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?
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is
is
S
S
S
AAr kC?
总体反应速率（宏观动力学）
（ 2）气液 反应的流程（步骤）
外扩散 → 内扩散、反应
( ) ( )
*
111 / 1 /
G G i L i L
G i i L G
GL
GL
N k p p k C C
p p C C p p
kk
k H k
?
?
?
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? ? ?
? ? ?
?
AAr kC?
总体反应速率（宏观动力学）
（ 3）流固相非催化反应（缩芯模型） 步骤,
外扩散 → 内扩散 → 表面反应
2
2
1
4 ( )
1
4
1
4
AB
S G A g A S
A S A CAB
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SC
AB
C A C
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22
22
1 / 4 ( ) / 4 1 / 4
11
4 4 4
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S G S C S C e ff C
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SC
S G S C e ff C
CC C C Cdn
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C
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AAr kC?
三、未反应芯半径与反应时间的关系
2
3 41 1 4()
3
B C CA B B
C
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d t b d t b d t M b M d t
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22
11
4 4 4
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2
22
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B A g BC
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R R R R Rdt
R k R D k
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?
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四、固相反应的 B的转化率 xB与 RC的关系
33344
33
34
3
1S B C B CB
S B S
RR Rx
RR
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??
五, xB与反应时间的关系
分离变量，并积分下式
2
2
/
() 1
B A g BC
C S C C
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五,xB与反应时间的关系
2
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B A g BC
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220
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CR
B A g S G S e ff
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分离变量，并积分上式
五,xB与反应时间的关系
2
220
()11C
S
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CR
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R R R R Rd t d R
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1 1 3 2 136B S C S C C C
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b M C k R D R R k R
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B A g G e ff
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b M C k D k
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2 31
2
63
BS
f
BS
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B e f f A g B A g
BS
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B G A g
Rt
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Rt
b M k C
Rt
bMDC kC
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8－ 9 流体滞流膜控制
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11,S
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1 3
BS
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B G A g
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b M k C
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* 0
A G A S A C AC C C C? ? ?
转化率与反应时间成正比
达到某转化率所需时间与 RS成正比
,匀速反应,
8－ 9 固体产物层内扩散控制
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
11,S
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R
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1 3 1 2 1
6
BS
B e f f A
B
g
B
R
b M D C
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* 0
A G A S A C AC C C C? ? ?
达到某转化率所需时间与 RS2成正比
8－ 9 表面化学反应控制
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
11,S
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* 0A G A S A C AC C C C? ? ?
反应时间与（ RS-RC)(即产物层厚度）成正比
达到某转化率所需时间与 RS成正比
,匀速推进,
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 1）用温度对总体速率的影响进行判别。
提高温度则总体速率改变显著 → 反应控制
（ 2）用气速对总体速率的影响进行判别。
提高气速则总体速率改变显著 → 外扩散控制
（ 3）用反应时间分率 t/tf与转化率 xB的关系及与
未反应芯半径 Rc的关系判别
如果上述关系呈直线 → 外扩散、反应控制
（ 4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 1）用温度对总体速率的影响进行判别。
提高温度则总体速率改变显著 → 反应控制
22
11
4 4 4
AgA
SC
S G S C e f f C
Cdn
RRdt
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?
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24A
C A g
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8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 2）用气速对总体速率的影响进行判别。
提高气速则总体速率改变显著 → 外扩散控制
22
11
4 4 4
AgA
SC
S G S C e f f C
Cdn
RRdt
R k R R D R k? ? ?
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?
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24A
S G Ag
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dt
???
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 3）用反应时间分率 t/tf与转化率 xB的关系及与
未反应芯半径 Rc的关系判别
如果上述关系呈直线 → 外扩散、反应控制
1 3
BS
f B B
B G A g
Rt x x
b M k Ct
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? ? 1 / 31 1 1 CBB S B S
Bg SA B A g
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b M k C b Ct x RMk
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2
1 3 1 2 1
6
BS
B e f f A
B
g
B
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b M D C
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（ 4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。
设达到某转化率 xB所需的反应时间为 t，则 t与
颗粒的大小有关。
3
BS
B
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A
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1 3 1 2 16 BS
B e f f A
B
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1,5 2,0S
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,化学反应工程,
所有的课程已经结束
谢谢大家
? 4－ 3解
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11
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作业题
? 2－ 5解
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2
2
2 2 2 3
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3 3 7,04 10
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1 1 1ζ = 0, 6 9
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527, 6 9 6 1 0
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3
3
8, 3 1 4 [ / ] 8, 3 1 4 [ / ] 8, 3 1 4 [ / ]
8, 3 1 4 [ / ]
AAp C R T
R J K m o l N m K m o l P a m K m o l
M P a c m K m o l
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5 2 5 2 2
52
7.6 96 10 7.6 96 10 ( )
,[ / ]
7.6 96 10 ( )
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52
( / )
33
0,2 5 7,6 9 6 1 0 ( 8,3 1 4 7 7 3,1 5 ) 0,8 0,1 0 1 3 2 5 /( 8,3 1 4 7 7 3,1 5 )
3 0,0 2 5
0,1 0 5 5
pp v A i w b A
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1 1 1ζ = 0, 9 9
( 3 ) 3th? ? ?
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第八章 流－固相非催化反应
? 固相颗粒内部条件随时间变化－－非定态
? 复杂性,
? （ 1）颗粒体积的变化情况
? （ 2）反应区域的变化情况
? （ 3）粒子大小的均匀情况
? （ 4）流－固相之间的流动情况
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
8－ 1流－固相非催化反应的分类
一、气－固相非催化反应
固 → 固＋气
固＋气 → 固
32
3 2 3 2 2
C a C O C a O + C O
2 N a H C O N a C O H O + C O
?
??
2 2 3
2 2 2
4 F c + 3 O 2 F c O
C a C N C a C N C
?
? ? ?
8－ 1流－固相非催化反应的分类
一、气－固相非催化反应
固＋气 → 气
固＋气 → 固＋气
气＋气 → 固＋气
22C + O C O
C + H O C O + H
?
?
2 2 2 3 2
22
4 F e S + 1 1 O 2 F e O + 8 S O
Z n O H S Z n S H O
?
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4 2 2 22T iC l O T iO C l? ? ?
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
? 8－ 1流－固相非催化反应的分类
? 一、气－固相非催化反应
? 固 → 固＋气
? 固＋气 → 固
? 固＋气 → 气
? 固＋气 → 固＋气
? 气＋气 → 固＋气
第一节 流－固相非催化反应的分类及特点
8－ 1流－固相非催化反应的分类
二、液－固相非催化反应
固＋液 → 固＋气
固＋液 → 固＋液 + 气
5 4 3 2 4 2 4 2 3 42 ( ) 5 1 0 5 2 3C a F P O H S O H O C a S O H O H P O H F? ? ? ? ?
5 4 3 2 4 2 2 4 2 2 42 ( ) 7 3 3 ( ) 7 2C a F P O H S O H O C a H P O H O C a S O H F? ? ? ? ?
8－ 1流－固相非催化反应的分类
二、液－固相非催化反应
固＋液 → 液
固＋液 → 固
固＋液 → 固＋液
3 2 4 2 4 2U O H S O U O S O H O? ? ?
3 2 4 4 4 222F e T iO H S O T iO S O F e S O H O? ? ?
3 2 2
2 3 2 2
22
2 4 2 ( )
Z n S F e C l Z n C l F e C l S
M g O B O N a B O M g O H
? ? ? ?
??
第二节 流固相非催化反应模型
? 8－ 4收缩未反应芯模型
? shrinking core model
两种情况（ 1）有新固产物（ 2）无固体产物
( ) ( ) ( ) ( )A f b B s f F f s S s? ? ?
8－ 4收缩未反应芯模型
（ 1）外扩散
（ 2）内扩散
（ 3）表面化学反应
（ 4）内扩散（流体产物）
（ 5）外扩散（流体产物）
无固体产物：无（ 2）（ 4）步
无流体产物：无（ 4）（ 5）步
气相主体
气膜
固体产物层
反应界面
收缩未反应芯
CAS
CAg
CAC
8－ 5 整体反应模型
? 两个阶段,
? 第一阶段：未形成固体产物层，反应区为整个颗
粒
? 第二阶段：形成固体产物层，且不断扩展；与此
同时，反应区则不断缩小
8－ 6 有限厚度模型
8－ 7 其他模型
? 微粒模型
? 单孔模型
? 破裂芯模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
单孔模型
“闭口, 现象和, 开口, 现象
“闭口, 现象和, 开口, 现象
8－ 8宏观反应速率
单位时间内每个颗粒上流体反应物 A物质量的减少
（单位时间内每个颗粒上固体反应物 B物质量的减少）
第三节 粒径不变时的缩芯模型的总体速率
( ) ( ) ( ) ( )A f b B s f F f s S s? ? ?
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
8－ 8宏观反应速率
一、外扩散速率、内扩散速率与表面反应速率
CAS
CAg
CAC
一、外扩散速率、内扩散速率
与表面反应速率
2
22
2
1
4 ( )
1
44
1
4
C S C
AB
S G A g A S
A B A A
e ff C e ff
R R R R R
AB
C A C
d n d n
R k C C
d t b d t
d n d n d C d C
R D R D
d t b d t d R d R
d n d n
R k C
d t b d t
?
??
?
? ? ?
? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ?
CAS
CAg
CAC
二、总体速率的一般计算式
首先建立产物层内反应物 A的浓度分布
22
2
44
[ ] 0
AA
e ff e ff
R R d R
A
e ff
d C d C
R D R D
d R d R
dCd
RD
d R d R
??
?
? ? ? ?
?? ? ? ?
? ? ? ?
?
A S S
A
A C C
C R R
C
C R R
??
? ?
??
? ? 1/
1/
C
A A C A A C
CS
RRC C C C
RR
???? ? ?
???
??
二、总体速率的一般计算式
代入内扩散速率方程
2
2
1
4 ( )
1
4
1
4
AB
S G A g A S
A S A CAB
S C e ff
SC
AB
C A C
dn dn
R k C C
dt b dt
CCdn dn
R R D
dt b dt R R
dn dn
R k C
dt b dt
?
?
?
? ? ? ? ?
?
? ? ? ?
?
? ? ? ?
21 44
CS
A S A CA B A
e f f S C e f f
R R R SC
CCd n d n d CR D R R D
d t b d t d R R R?? ??
???? ? ? ? ?
?? ???
二、总体速率的一般计算式
然后三式联立消元 2
2
1
4 ( )
1
4
1
4
AB
S G A g A S
A S A CAB
S C e ff
SC
AB
C A C
dn dn
R k C C
dt b dt
CCdn dn
R R D
dt b dt R R
dn dn
R k C
dt b dt
?
?
?
? ? ? ? ?
?
? ? ? ?
?
? ? ? ?
2
2
1 / 4
( ) / 4
1 / 4
Ag ASA
SG
AS ACA
S C S C e f f
ACA
C
CCdn
d t R k
CCdn
d t R R R R D
Cdn
d t R k
?
?
?
?
??
?
??
?
??
22
22
1 / 4 ( ) / 4 1 / 4
11
4 4 4
Ag AS AS AC ACA
S G S C S C e ff C
Ag
SC
S G S C e ff C
CC C C Cdn
dt R k R R R R D R k
C
RR
R k R R D R k
? ? ?
? ? ?
? ?
? ? ? ?
?
?
?
??
总体反应速率（宏观动力学）
非均相反应
（ 1） 气固相催化反应
（ 2）气液反应
（ 3）气固相、液固相非催化反应
（ 4）气液固三相反应
三个层次：反应器、颗料、分子
总体反应速率（宏观动力学）
反应的流程（步骤）
（ 1） 气固相催化反应,
外扩散 → 内扩散、反应
（ 2）气液反应,
外扩散 → 液相扩散、反应
（ 3）流固相非催化反应（缩芯模型）,
外扩散 → 内扩散 → 表面反应
总体反应速率（宏观动力学）
（ 1） 气固相催化反应 反应的流程（步骤）,
外扩散 → 内扩散、反应
2 = 4 ( )
ζ
S G A g A s
As
R k C C
kC
? ?
is
外 扩 散 速 率
( 内 扩 散 ) 反 应 速 率 = S
2
g
2
2
( ) = 4 ( ) ζ
=
111 / 4 1 / ζ
4 ζ
A S G A g A s A s
A g A s A gAs
SG
SG
r R k C C k C
C C CC
R k k
R k k
?
?
?
??
?
??
?
is
is
is
S
S
S
AAr kC?
总体反应速率（宏观动力学）
（ 2）气液 反应的流程（步骤）
外扩散 → 内扩散、反应
( ) ( )
*
111 / 1 /
G G i L i L
G i i L G
GL
GL
N k p p k C C
p p C C p p
kk
k H k
?
?
?
? ? ? ?
? ? ?
? ? ?
?
AAr kC?
总体反应速率（宏观动力学）
（ 3）流固相非催化反应（缩芯模型） 步骤,
外扩散 → 内扩散 → 表面反应
2
2
1
4 ( )
1
4
1
4
AB
S G A g A S
A S A CAB
S C e ff
SC
AB
C A C
dn dn
R k C C
dt b dt
CCdn dn
R R D
dt b dt R R
dn dn
R k C
dt b dt
?
?
?
? ? ? ? ?
?
? ? ? ?
?
? ? ? ?
22
22
1 / 4 ( ) / 4 1 / 4
11
4 4 4
Ag AS AS AC ACA
S G S C S C e ff C
Ag
SC
S G S C e ff C
CC C C Cdn
dt R k R R R R D R k
C
RR
R k R R D R k
? ? ?
? ? ?
? ?
? ? ? ?
?
?
?
??
AAr kC?
三、未反应芯半径与反应时间的关系
2
3 41 1 4()
3
B C CA B B
C
BB
R d Rd n d n d R
d t b d t b d t M b M d t
??? ?? ? ? ? ? ? ?
22
11
4 4 4
AgA
SC
S G S C e f f C
Cdn
RRdt
R k R R D R k? ? ?
??
?
??
2
22
/
()11
B A g BC
C S C C S
S G S e f f
b M CdR
R R R R Rdt
R k R D k
?
??
?
??
四、固相反应的 B的转化率 xB与 RC的关系
33344
33
34
3
1S B C B CB
S B S
RR Rx
RR
? ? ? ?
??
???? ? ?
??
??
五, xB与反应时间的关系
分离变量，并积分下式
2
2
/
() 1
B A g BC
C S C C
S G S e ff
b M CdR
R R R Rdt
R k R D k
?
??
?
??
五,xB与反应时间的关系
2
22
/
()11
B A g BC
C S C C S
S G S e f f
b M CdR
R R R R Rdt
R k R D k
?
??
?
??
2
220
()11C
S
tR C S C C SB
CR
B A g S G S e ff
R R R R Rd t d R
b M C R k R D k
? ?? ?? ? ? ?
??
??
??
分离变量，并积分上式
五,xB与反应时间的关系
2
220
()11C
S
tR C S C C SB
CR
B A g S G S e ff
R R R R Rd t d R
b M C R k R D k
? ?? ?? ? ? ???
??
??
3 2 31 1 1 1
1 1 3 2 136B S C S C C C
B A g G S e f f S S S
R R R R R Rt
b M C k R D R R k R
? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?
??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ???
? ? ? ? ? ?2 / 3 1 / 31 1 1 11 3 1 2 1 1 136B S sB B B B
B A g G e ff
RRt x x x x
b M C k D k
? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ?
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
2 31
2
63
BS
f
BS
f
B e f f A g B A g
BS
f
B G A g
Rt
bM
Rt
b M k C
Rt
bMDC kC
? ?? ?? ?
8－ 9 流体滞流膜控制
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
11,S
G e ff
R
k D k
?
1 3
BS
f B B
B G A g
Rt x x
b M k C
t ?? ?
* 0
A G A S A C AC C C C? ? ?
转化率与反应时间成正比
达到某转化率所需时间与 RS成正比
,匀速反应,
8－ 9 固体产物层内扩散控制
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
11,S
e ff G
R
D k k
?
? ? ? ?2 / 3
2
1 3 1 2 1
6
BS
B e f f A
B
g
B
R
b M D C
xt x? ??? ? ? ? ???
* 0
A G A S A C AC C C C? ? ?
达到某转化率所需时间与 RS2成正比
8－ 9 表面化学反应控制
? ? ? ? ? ?2 / 321 1 / 3313 111 2 1fBB Bf B ft tx tt xxx ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ???
11,S
e ff G
R
k D k
?
? ? 1 / 31 1 1 CBB S B S
Bg SA B A g
RRR
b M k C b Ct x RMk
?? ????? ? ? ?
???? ???
* 0A G A S A C AC C C C? ? ?
反应时间与（ RS-RC)(即产物层厚度）成正比
达到某转化率所需时间与 RS成正比
,匀速推进,
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 1）用温度对总体速率的影响进行判别。
提高温度则总体速率改变显著 → 反应控制
（ 2）用气速对总体速率的影响进行判别。
提高气速则总体速率改变显著 → 外扩散控制
（ 3）用反应时间分率 t/tf与转化率 xB的关系及与
未反应芯半径 Rc的关系判别
如果上述关系呈直线 → 外扩散、反应控制
（ 4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 1）用温度对总体速率的影响进行判别。
提高温度则总体速率改变显著 → 反应控制
22
11
4 4 4
AgA
SC
S G S C e f f C
Cdn
RRdt
R k R R D R k? ? ?
??
?
??
24A
C A g
dn R k C
dt ???
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 2）用气速对总体速率的影响进行判别。
提高气速则总体速率改变显著 → 外扩散控制
22
11
4 4 4
AgA
SC
S G S C e f f C
Cdn
RRdt
R k R R D R k? ? ?
??
?
??
24A
S G Ag
dn R k C
dt
???
8－ 14 宏观反应过程与控制阶段的判别
（ 3）用反应时间分率 t/tf与转化率 xB的关系及与
未反应芯半径 Rc的关系判别
如果上述关系呈直线 → 外扩散、反应控制
1 3
BS
f B B
B G A g
Rt x x
b M k Ct
?? ?
? ? 1 / 31 1 1 CBB S B S
Bg SA B A g
RRR
b M k C b Ct x RMk
?? ????? ? ? ?
???? ???
? ? ? ?2 / 3
2
1 3 1 2 1
6
BS
B e f f A
B
g
B
R
b M D C
xt x? ??? ? ? ? ???
（ 4）用颗粒大小与反应时间的关系来判别。
设达到某转化率 xB所需的反应时间为 t，则 t与
颗粒的大小有关。
3
BS
B
B G A g
R x
b M k Ct
??
? ? 1 / 311B
A
B
S
Bg
R
b M k Ct x
?? ????
??
? ? ? ?2 / 3
2
1 3 1 2 16 BS
B e f f A
B
g
B
R
b M D C xt x
? ??? ? ? ? ?
??
1,5 2,0S
S
G
RtR
k
StR
2StR
1,5 2,0
12
12
S
S
Rt
tR
??
? ??
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2
12
12
S
S
Rt
tR
???
??
??
12
12
S
S
Rt
tR
?
,化学反应工程,
所有的课程已经结束
谢谢大家
