在球形催化劑上進行氣體A的分解反應,該反應為一級不可逆放熱反應.已知顆粒直徑為0.3cm,氣體在顆粒中有效擴散系數為4.5×10-5m2/h,顆粒外表面氣膜傳熱系數為44.72w/m2﹒K,氣膜傳質系數為310m/h,反應熱效應為-162kJ/mol,氣相主體A的濃度為0.20mol/l,實驗測得A的表觀反應速率為1.67mol/minl, 試估算: (1)外擴散阻力對反應速率的影響; (2)內擴散阻力對反應速率的影響; (3)外表面與氣相主體間的溫度差.
在固體催化劑上進行一級不可逆反應 已知反應速率常數k,催化劑外表面積對氣相的傳質系數為kGam,內擴散有效因子η.CAG為氣相主體中組分A的濃度。 (1)試推導: (2)若反應式(A)改為一級可逆反應則相應的(B)式如何?
在150℃,用半徑100μm的鎳催化劑進行氣相苯加氫反應,由于原料中氫大量過剩,可將該反應按一級(對苯)反應處理,在內,外擴散影響已消除的情況下,測得反應速率常數kp=5min-1, 苯在催化劑顆粒中有效擴散系數為0.2cm2/s,試問: (1)在0.1Mpa下,要使η=0.8,催化劑顆粒的最大直徑是多少? (2)改在2.02Mpa下操作,并假定苯的有效擴散系數與壓力成反比,重復上問的計算。 (3)改為液相苯加氫反應,液態(tài)苯在催化劑顆粒中的有效擴散系數10-5cm2/s.而反應速率常數保持不變,要使η=0.8,求催化劑顆粒的最大直徑。