故≈1,反之,當(dāng)大時(shí),表示催化劑顆粒大,Ky/Da大,說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)速率快,內(nèi)擴(kuò)散的影響不容忽提,此時(shí)7遠(yuǎn)小于1,如ン3,則=1/在催化劑顆粒內(nèi)都等溫的情況下,對(duì)于大多數(shù)氣固催化反度,可用 個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷內(nèi)了散的影即當(dāng)RKND1或RD時(shí),內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略不計(jì)。又由于K不易測(cè)得,此判斷式又常以實(shí)測(cè)的反應(yīng)速率表示,即R<1(4-127)
C此時(shí),內(nèi)擴(kuò)散可以忽略工業(yè)顆粒催化劑的7值 般為0.2~08外擴(kuò)散控制的速率方程如圖428所示,此時(shí)為外擴(kuò)散控制,對(duì)于 不可逆反應(yīng)有ra=K,.(C-C(4-128)式中,K。為以濃度差為推動(dòng)力的外擴(kuò)散吸收系數(shù),m/h;S.為單位體積催化床層中顆粒的外表面,m/m催化反應(yīng)器及其設(shè)計(jì)
(-)催化反應(yīng)器
催化轉(zhuǎn)化法凈化氣態(tài)所采用的氣固相催化反應(yīng)器主要有固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器兩大
類,面以固定床應(yīng)用 為廣泛。因此,這里主要介紹固定床反應(yīng)器及其設(shè)計(jì)。固定床反應(yīng)器的主要優(yōu)點(diǎn)在于其反應(yīng)速率較快,催化劑用量較少,操持方便(流體停留時(shí)間可以嚴(yán)格控制,溫度分布可以適當(dāng)調(diào)節(jié)),催化劑不易磨損。缺點(diǎn)主要是傳熱性能差
1.固定床催化反應(yīng)器的分類
(1)單段 熱式反應(yīng)器
如圖4-29所示,其外形 般呈圓筒形,內(nèi)有柵板,承裝催化劑。氣體由上部進(jìn)入,均勻通過(guò)催化劑床層并進(jìn)行反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)器與外界無(wú)熱量交換。這種反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,氣體分布均勻,反應(yīng)空間利用率高,造價(jià)便宜,適合于反應(yīng)熱效應(yīng)較小、反應(yīng)過(guò)程對(duì)溫度變化不敏感,副反應(yīng)較少的反應(yīng)過(guò)程。