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第五章第四节非催化气-固相反应动力学.ppt

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文档列表 文档介绍

四、非催化气-固相反应动力学
气-固非催化反应
反应时固体颗粒的颗粒体积基本不变
如硫化矿的培烧、氧化铁还原、催化剂再生等
反应时固体颗粒的体积改变
如煤的气化
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模型
整体连续化模型:
粒内无扩散阻力而反应又较缓慢时适用,用于粉末状的物料
渐近模型
粒径不变的缩核模型:
粒径减小的缩核模型:
反应从粒子外表面逐渐向内核部分推进,但粒子体积不变
粒径随反应的进行不断减小
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1、缩核模型
尚未反应的核心
逐渐缩小的反应界面
灰层
粒子表面
气膜
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例:单一球形颗粒
假设:
①反应时粒子保持球状不变
②反应物B与多孔产物层密度相等
③通过非均相区是等温的,且为一级不可逆反应
④反应界面移动速度与扩散速度相比小得多
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①A通过气膜的外扩散速率
⑴
② A通过产物层的扩散速率
⑵
③A在产物表面的反应速率
⑶
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r
rc
r+Δr
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即:
则:
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即:
边界条件为:
代入解得:
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此式在r=rc处对r微分,得
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则产物层的扩散速率为
⑵’
由于⑴=⑵’=⑶,可导出:
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