催化反應(yīng)工程華東理工大學(xué)工業(yè)反應(yīng)過程分析導(dǎo)論0課件

§1氣液固三相反應(yīng)§2三相催化反應(yīng)器第七章氣—液—固三相反應(yīng)器§1氣—液—固三相反應(yīng)氣—液—固三相催化反應(yīng),固相為催化劑.1)固定床氣—液—固反應(yīng)器涓流床反應(yīng)器不同的流向a)機(jī)械攪拌式反應(yīng)器b)鼓泡反應(yīng)器c)三相流化床反應(yīng)器d)三相攜帶床e)內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器2)懸浮床氣—液—固反應(yīng)器以反應(yīng)物A表示二宏觀反應(yīng)速率rA,g氣膜傳質(zhì)分系數(shù)，m/h液膜傳質(zhì)分系數(shù)，m/h氣液相平衡液固界面液膜傳質(zhì)分系數(shù)，m/h本征反應(yīng)速率常數(shù)單位床層內(nèi)氣－液相傳質(zhì)面積，單位床層體積的顆粒外表面積反應(yīng)過程分析kT以氣相主體濃度表示、按顆粒催化劑外表面積計(jì)算的宏觀反應(yīng)速率常數(shù)。反應(yīng)過程分析3)不存在液固界面處液膜傳質(zhì)阻力，kAS→∞4)催化劑效率因子→1對(duì)流傳質(zhì)對(duì)流給熱Sherwood數(shù)Nusselt數(shù)Reynolds數(shù)Prandtl數(shù)Schmidt數(shù)如：湍流流動(dòng)，Re>2100，Sc=0.6~3000時(shí)，實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果:Sh=0.023Re0.83Sc0.33式中定性尺寸取管徑d圓管內(nèi)對(duì)流給熱的關(guān)聯(lián)式Nu=0.023Re0.8Pr0.3~0.4反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析反應(yīng)過程分析三床層宏觀動(dòng)力學(xué)但是kAL，kAS必須考慮。整個(gè)床層的宏觀動(dòng)力學(xué)。一般情況下kAg→∞，→1一涓流床三相反應(yīng)器氣、液并流向下通過固定床的流體力學(xué)(一)流體狀態(tài)與流速有關(guān)在一定UOG下，小→大，氣相連續(xù)→分散內(nèi)持液量——顆?？紫秲?nèi)的持液量，孔隙率↑，內(nèi)持液量↑靜持液量——液體不流動(dòng)時(shí)，潤(rùn)濕顆粒間的持液量，比表面積↑，粗糙度↑，持液量↑動(dòng)持液量——?dú)?、液穩(wěn)定流動(dòng)后，同時(shí)關(guān)閉氣、液進(jìn)口閥，在出口處收集到的床層流出的液體量。(二)持液量傳遞過程涓流狀態(tài)下(一)氣液界面氣膜傳質(zhì)分系數(shù)kG(二)氣液界面液膜傳質(zhì)分系數(shù)kL(三)液固界面、液固相間傳質(zhì)系數(shù)涓流床中的傳熱二機(jī)械攪拌鼓泡三相反應(yīng)器一般用于實(shí)驗(yàn)室研究氣－液接觸催化劑顆粒懸浮－－最小轉(zhuǎn)速最大氣速－－液泛三淤漿床鼓泡反應(yīng)器沒有攪拌，液體不連續(xù)流入或流出反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：1細(xì)顆粒催化劑2液體持液量大，液體全混3溫度易于控制要求：1惰性液體的要求2催化劑耐磨損3氣相存在范混，但模擬計(jì)算時(shí)假設(shè)活塞流。反應(yīng)過程分析(一)顆粒完全懸浮臨界氣速ucuc∝ut,ut

固體顆粒沉降速度uc∝Cs顆粒特性液體特性床層直徑分布器，有無導(dǎo)流筒反應(yīng)過程分析四三相流化床反應(yīng)器流體連續(xù)地流出、流入反應(yīng)器氣體、液體自下而上通過反應(yīng)器(一)流型安靜鼓泡區(qū)，湍流鼓泡區(qū)，活塞流區(qū)，過渡區(qū)(二)液