氣態(tài)污染物控制技術(shù)3

1、第七章第七章 氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)氣態(tài)污染物控制技術(shù)基礎(chǔ)(3)l催化法凈化氣態(tài)污染物催化法凈化氣態(tài)污染物催化作用和催化劑氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)氣固相催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)第四節(jié)第四節(jié) 催化法凈化氣態(tài)污染物催化法凈化氣態(tài)污染物l氣體催化含有污染物的氣體通過(guò)催化床層發(fā)氣體催化含有污染物的氣體通過(guò)催化床層發(fā)生催化反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害或易于處理生催化反應(yīng)，使污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害或易于處理與回收利用物質(zhì)的凈化方法。與回收利用物質(zhì)的凈化方法。l應(yīng)用應(yīng)用工業(yè)尾氣和煙氣去除SO2和NOx；有機(jī)揮發(fā)性氣體VOCs和臭氣的催化燃燒凈化；汽車(chē)尾氣的催化凈化。煙氣脫硫催化凈化工藝煙氣脫硫催化凈化工藝段間冷卻的四層催化床第二級(jí)

2、催化床預(yù)除塵和水分填充床吸收塔填充床吸收塔來(lái)自冶煉廠或硫磺 燃 燒 的 富 含SO2的尾氣水含 有 約 為 初始進(jìn)氣SO2濃度3%的尾氣含有約為初始進(jìn)氣SO2濃度0.3%的尾氣水單級(jí)吸收工藝二級(jí)吸收工藝SO2單級(jí)和二級(jí)凈化工藝的流程圖催化反應(yīng)：420550223SO1/2OSOVanadium 3224SOH OH SOVOCs催化凈化工藝催化凈化工藝催化劑：Pt (Pd，過(guò)渡金屬，稀土)/Al2O3 等VOCs的催化氧化NOx催化凈化工藝催化凈化工藝NOxNH3 filter Combustor MixerReactorNOx的選擇性催化還原（的選擇性催化還原（SCR）32228NH6NO7

3、N12H O3224NH6NO5N6H O催化劑200300：Pt (Pd,Fe,Cu,Mn)/Al2O3(TiO2,V2O5)32228NH6NO7N12H O3224NH6NO5N6H O催化劑200300：Pt (Pd,Fe,Cu,Mn)/Al2O3(TiO2,V2O5)汽車(chē)尾氣催化凈化工藝汽車(chē)尾氣催化凈化工藝l車(chē)用催化轉(zhuǎn)化器車(chē)用催化轉(zhuǎn)化器1 氣體催化凈化氣體催化凈化l催化作用催化作用 : 化學(xué)反應(yīng)速度因加入某種物質(zhì)而改變，而化學(xué)反應(yīng)速度因加入某種物質(zhì)而改變，而被加入物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，在反應(yīng)終了時(shí)不變的作用。被加入物質(zhì)的數(shù)量和性質(zhì)，在反應(yīng)終了時(shí)不變的作用。改變反應(yīng)歷程，降低活化能；提高反

4、應(yīng)速率： （阿累尼烏斯方程）。l 催化作用顯著特征催化作用顯著特征 改變反應(yīng)速度，對(duì)于正逆反應(yīng)的影響相同，不改變化學(xué)平衡； 選擇性exp()EKART2 催化劑催化劑l加速化學(xué)反應(yīng)，而本身的化學(xué)組成在反應(yīng)前后加速化學(xué)反應(yīng)，而本身的化學(xué)組成在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)。保持不變的物質(zhì)。l組成組成活性組分 助催化劑 載體l活性組分：是催化劑主體，單獨(dú)對(duì)化學(xué)反應(yīng)起活性組分：是催化劑主體，單獨(dú)對(duì)化學(xué)反應(yīng)起催化作用，可作為催化劑單獨(dú)使用。催化作用，可作為催化劑單獨(dú)使用。l助催化劑助催化劑:本身無(wú)活性，但具有提高活性組分本身無(wú)活性，但具有提高活性組分活性的作用?；钚缘淖饔?。l載體載體:起承載活性組分作用，使催

5、化劑具有合起承載活性組分作用，使催化劑具有合適形狀與粒度，大的比表面積，增大活性、減適形狀與粒度，大的比表面積，增大活性、減少用量，增加機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)壽命等。少用量，增加機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)壽命等。3 催化劑的性能催化劑的性能l活性：是衡量催化劑效能大小的指標(biāo)?；钚裕菏呛饬看呋瘎┬艽笮〉闹笜?biāo)。RWAtW100B 反應(yīng)所得目的產(chǎn)物摩爾數(shù)通過(guò)催化劑床層后反應(yīng)了的反應(yīng)物摩爾數(shù)l選擇性選擇性100B 反應(yīng)所得目的產(chǎn)物摩爾數(shù)通過(guò)催化劑床層后反應(yīng)了的反應(yīng)物摩爾數(shù)l選擇性選擇性催化劑的性能催化劑的性能l穩(wěn)定性：催化劑在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中保持活性的能力。穩(wěn)定性：催化劑在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中保持活性的能力。熱穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定

6、性和化學(xué)穩(wěn)定性表示方法：壽命老化l活性組分的流失、燒結(jié)、積炭結(jié)焦、機(jī)械粉碎等活性組分的流失、燒結(jié)、積炭結(jié)焦、機(jī)械粉碎等中毒：暫時(shí)性和永久性中毒l對(duì)大多數(shù)催化劑，毒物：對(duì)大多數(shù)催化劑，毒物：CO、H2S、S、As、 Pb 、HCN催化劑表面形態(tài)電鏡照片催化劑表面形態(tài)電鏡照片4 氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)l反應(yīng)過(guò)程：反應(yīng)過(guò)程：7個(gè)步驟個(gè)步驟(1)反應(yīng)物從氣流主體至催化劑外表面(2)進(jìn)一步向催化劑的微孔內(nèi)擴(kuò)散(3)反應(yīng)物在催化劑的內(nèi)表面上被吸附(4)吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物(5)生成物從催化劑表面脫附下來(lái)(6)脫附生成物從微孔向外表面擴(kuò)散(7)生成物從外表面擴(kuò)散到氣流主體(1),(7)：外

7、擴(kuò)散；：外擴(kuò)散；(2),(6)內(nèi)擴(kuò)散內(nèi)擴(kuò)散 (3),(4),(5)：動(dòng)力學(xué)過(guò)程：動(dòng)力學(xué)過(guò)程主氣流微孔固相催化劑粒子示意圖催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)l球形催化劑球形催化劑中組分中組分A的的濃度分布濃度分布催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)催化劑反應(yīng)動(dòng)力學(xué)5 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程（1）表面化學(xué)反應(yīng)速率方程：）表面化學(xué)反應(yīng)速率方程：l對(duì)于氣固催化連續(xù)系統(tǒng)對(duì)于氣固催化連續(xù)系統(tǒng)l對(duì)于催化床對(duì)于催化床A0A0AA0A0RddddddddxNxNxxrNcVA LQ ttAARdNrdV AARdNrdW AARdNrdS 催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程l宏觀動(dòng)力學(xué)

8、方程宏觀動(dòng)力學(xué)方程（2）外擴(kuò)散的傳質(zhì)速率方程：AGeaAGAS()vK SCCK KGG擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，m/hm/hS Se e單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，mm2 2/m/m3 3a a催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形a a1 1C CAGAG主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物A A的濃度，的濃度，的濃度，的濃度，mol/mmol/m3 3C CASAS催化劑外表面上催化劑外表面上催化劑外表面上催化劑外

9、表面上A A的濃度，的濃度，的濃度，的濃度，mol/mmol/m3 3AGeaAGAS()vK SCCK KGG擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，擴(kuò)散系數(shù)，m/hm/hS Se e單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，單位體積催化劑的外表面積，mm2 2/m/m3 3a a催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形催化劑的有效表面系數(shù)；球形a a1 1C CAGAG主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物主氣流中反應(yīng)物A A的濃度，的濃度，的濃度，的濃度，mol/mmol/m3 3C CASAS催化劑外表面上催化劑外表面

10、上催化劑外表面上催化劑外表面上A A的濃度，的濃度，的濃度，的濃度，mol/mmol/m3 3催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程l宏觀動(dòng)力學(xué)方程宏觀動(dòng)力學(xué)方程（3）內(nèi)擴(kuò)散反應(yīng)速率方程：AsiAS()vK S f CK Ks s反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)S Si i單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積, ,mm2 2/m/m3 3f f與與與與濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)AsiAS()vK S f CK Ks s反

11、應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù)S Si i單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積單位體積催化劑的內(nèi)表面積, ,mm2 2/m/m3 3f f與與與與濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)濃度分布有關(guān)的函數(shù)催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程l催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù) 反應(yīng)催化劑微孔內(nèi)濃度分布對(duì)反應(yīng)速率的影響 在內(nèi)擴(kuò)散的影響下l 催化劑微孔內(nèi)表面上反應(yīng)物很低，沿微孔方向降至平衡濃度催化劑微孔內(nèi)表面上反應(yīng)物很低，沿微孔方向降至平衡濃度l 催化劑內(nèi)表面積并未充分利用催化劑內(nèi)表

12、面積并未充分利用l值較小值較小sAS0sASi()d()isK f CSK f CS實(shí)際反應(yīng)速率按外表面反應(yīng)物濃度計(jì)算得到的理論反應(yīng)速率催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程l催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù) 實(shí)驗(yàn)測(cè)定計(jì)算法l等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，球形催化劑等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，球形催化劑l若若 s很小，很小， 1，說(shuō)明內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略；，說(shuō)明內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略；反之不容忽視反之不容忽視sss1vsseff311()tannnK cRD s s齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)R R催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度K Kv v反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)D

13、 Deffeff內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算法l等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，球形催化劑等溫一級(jí)不可逆反應(yīng)，球形催化劑l若若 s很小，很小， 1，說(shuō)明內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略；，說(shuō)明內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略；反之不容忽視反之不容忽視sss1vsseff311()tannnK cRD s s齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)齊勒模數(shù)R R催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度催化劑特征長(zhǎng)度K Kv v反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)反應(yīng)速率常數(shù)D Deffeff內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程l催化劑有效系數(shù)催化劑有效系數(shù) 一級(jí)不可逆反應(yīng)6 內(nèi)外擴(kuò)散的影響

14、內(nèi)外擴(kuò)散的影響l外擴(kuò)散控制外擴(kuò)散控制降低催化劑表面反應(yīng)物濃度，從而降低反應(yīng)速度表現(xiàn)因數(shù)：KG消除方法：l提高氣速，以增強(qiáng)湍流程度，減小邊界層厚度；提高氣速，以增強(qiáng)湍流程度，減小邊界層厚度；l氣速提高到一定程度，轉(zhuǎn)化率趨于定值，外擴(kuò)散影氣速提高到一定程度，轉(zhuǎn)化率趨于定值，外擴(kuò)散影響消除響消除下限流速。下限流速。內(nèi)外擴(kuò)散的影響內(nèi)外擴(kuò)散的影響l內(nèi)擴(kuò)散控制內(nèi)擴(kuò)散控制降低催化劑內(nèi)反應(yīng)物濃度，從而降低反應(yīng)速度表現(xiàn)因數(shù)：消除方法：l盡量減小催化劑顆粒大??；盡量減小催化劑顆粒大??；l粒徑減小到一定程度，轉(zhuǎn)化率趨于定值，內(nèi)擴(kuò)散影粒徑減小到一定程度，轉(zhuǎn)化率趨于定值，內(nèi)擴(kuò)散影響消除。響消除。7 催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化

15、反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)停留時(shí)間l決定反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；決定反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率；l由催化床的空間體積、物料的體積流量和流動(dòng)方由催化床的空間體積、物料的體積流量和流動(dòng)方式?jīng)Q定式?jīng)Q定R/tVQV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積, ,mm3 3Q Q反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量, ,mm3 3/h/h催化床空隙率催化床空隙率催化床空隙率催化床空隙率,%,%R/tVQV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積, ,mm3 3Q Q反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量反應(yīng)氣體的實(shí)際體積流量,

16、 ,mm3 3/h/h催化床空隙率催化床空隙率催化床空隙率催化床空隙率,%,%催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)反應(yīng)器的流動(dòng)模型l活塞流、混合流；活塞流、混合流；l實(shí)際流態(tài)介于兩者之間；實(shí)際流態(tài)介于兩者之間；l反應(yīng)器內(nèi)每一點(diǎn)的流態(tài)各不相同，停留時(shí)間各異反應(yīng)器內(nèi)每一點(diǎn)的流態(tài)各不相同，停留時(shí)間各異l不同停留時(shí)間的物料在總量中所占的分率具有相不同停留時(shí)間的物料在總量中所占的分率具有相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分布停留時(shí)間分布函數(shù)；停留時(shí)間分布函數(shù)；l工業(yè)上，連續(xù)釜式反應(yīng)器理想混合反應(yīng)器；徑工業(yè)上，連續(xù)釜式反應(yīng)器理想混合反應(yīng)器；徑高比大的固定床活塞流反應(yīng)器。高比大的固定床活塞流反應(yīng)器。催化反

17、應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)空間速度l單位時(shí)間通過(guò)單位體積催化床的反應(yīng)物料體積單位時(shí)間通過(guò)單位體積催化床的反應(yīng)物料體積spNR/WQVspRN1/WVQV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積, ,mm3 3Q QN N標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量, ,mm3 3/h/hl接觸時(shí)間空間速度的倒數(shù)接觸時(shí)間空間速度的倒數(shù)spRN1/WVQV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積, ,mm3 3Q QN N標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量標(biāo)態(tài)下反應(yīng)氣體體積流量, ,m

18、m3 3/h/hl接觸時(shí)間空間速度的倒數(shù)接觸時(shí)間空間速度的倒數(shù)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法l將催化床作為一個(gè)整體；將催化床作為一個(gè)整體；l利用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)；利用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)；l通過(guò)中間實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝條件；通過(guò)中間實(shí)驗(yàn)確定最佳工藝條件；Rsp/VQ WV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積, ,mm3 3Q Q反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量, ,mm3 3/h/hWWSPSP空間速度，空間速度，空間速度，空間速度，1/1/h hl催化劑裝量催化劑裝量Rsp/VQ WV VR R催化劑體積催化劑體積催化劑體積催化劑體積,

19、,mm3 3Q Q反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量反應(yīng)氣體體積流量, ,mm3 3/h/hWWSPSP空間速度，空間速度，空間速度，空間速度，1/1/h hl催化劑裝量催化劑裝量催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l數(shù)學(xué)模型法數(shù)學(xué)模型法l反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程 物料流動(dòng)方程物料衡算物料流動(dòng)方程物料衡算熱量衡算熱量衡算l反應(yīng)熱效應(yīng)小的催化床反應(yīng)熱效應(yīng)小的催化床等溫分布計(jì)算等溫分布計(jì)算ARA00AAAAAA0d(1)xnnnixWNrrk Ck QNxRTQnPWWR R催化劑重量催化劑重量催化劑重量催化劑重量, ,kgkgQ Q氣體體積流量氣體體積流量氣體體積流量氣體體積流

20、量, ,mm3 3/h/h反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)inARA00AAAAAA0d(1)xnnnixWNrrk Ck QNxRTQnPWWR R催化劑重量催化劑重量催化劑重量催化劑重量, ,kgkgQ Q氣體體積流量氣體體積流量氣體體積流量氣體體積流量, ,mm3 3/h/h反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)inWWR R催化劑重量催化劑重量催化劑重量催化劑重量, ,kgkgQ Q氣體體積流量氣體體積

21、流量氣體體積流量氣體體積流量, ,mm3 3/h/h反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)反應(yīng)體系中各種氣體分子的總摩爾數(shù)in催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)l數(shù)學(xué)模型法數(shù)學(xué)模型法l轉(zhuǎn)化率較高的工業(yè)反應(yīng)器，溫度分布具有明顯的轉(zhuǎn)化率較高的工業(yè)反應(yīng)器，溫度分布具有明顯的軸向溫差軸向溫差l軸向等溫分布計(jì)算軸向等溫分布計(jì)算ArA0ArA0rA0PARA0A0d ()d()()dddxQrVHNxHNHxN CTxVNr反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng), ,kJ/molkJ/molN N0 0總的衡分子流量總的衡分子流量總的衡分子

22、流量總的衡分子流量, ,mol/hmol/h混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱, ,kJ/(molkJ/(mol K)K)rHPCArA0ArA0rA0PARA0A0d ()d()()dddxQrVHNxHNHxN CTxVNr反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng), ,kJ/molkJ/molN N0 0總的衡分子流量總的衡分子流量總的衡分子流量總的衡分子流量, ,mol/hmol/h混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱, ,kJ/(molkJ/(mol K)K)rHPC反應(yīng)的

23、熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng), ,kJ/molkJ/molN N0 0總的衡分子流量總的衡分子流量總的衡分子流量總的衡分子流量, ,mol/hmol/h混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱混合氣體的平均定壓比熱, ,kJ/(molkJ/(mol K)K)rHPC固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器l最主要的氣固相催化反應(yīng)器最主要的氣固相催化反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn): l流體接近于平推流，返混小，反應(yīng)速度較快；流體接近于平推流，返混小，反應(yīng)速度較快；l固定床中催化劑不易磨損，可長(zhǎng)期使用；固定床中催化劑不易磨損，可長(zhǎng)期使用；l停留時(shí)間可嚴(yán)格控制，溫度分布可適當(dāng)調(diào)節(jié)，高選擇性和轉(zhuǎn)化率。停留時(shí)間可嚴(yán)格控制，溫度分布可適當(dāng)調(diào)節(jié)，高選擇性和轉(zhuǎn)化率。缺點(diǎn):l傳熱差傳熱差(熱效應(yīng)大的反應(yīng)，傳熱和溫控是難點(diǎn)熱效應(yīng)大的反應(yīng)，傳熱和溫控是難點(diǎn))；l催化劑更換需停產(chǎn)進(jìn)行。催化劑更換需停產(chǎn)進(jìn)行。固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器l單層絕熱反應(yīng)器單層絕熱反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，氣流阻力??；內(nèi)部溫度分布不均；用于化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)小的場(chǎng)合。固定床反應(yīng)器固定床反應(yīng)器l多段絕熱反應(yīng)器多段絕熱反應(yīng)器相鄰兩段之間引入熱交換(a)直接換熱直接換熱(b)間接換熱間接換熱固