气固相催化反应过程

如图4-27所示，气固相催化反应的过程包括以下几个阶段:①反应物从气流主体向催化剂

外表面扩散(外扩散过程);②反应物由催化剂外表面沿微孔方向向催化剂内部扩散(内扩散过程);③反应物在催化剂的表面上被吸附(吸附过程);④吸附的反应物发生化学反应转化成反应生成物(表面反应过程);⑤反应生成物从催化剂表面上脱附下来(脱附过程);脱附的生成物从微孔向外扩散到催化剂的外表面处(内扩散过程);生成物从催化剂表面扩散到主气流中被带走(外扩散过程上述七个阶段可以归纳成三个过程:①、⑦为外扩主散过程，主要受气流状况的影响;②、⑥为内扩散过流程，主要受徴孔结构的影响;③、④、⑤都与表面化学有关，统称为表面化学反应过程，主要受化学反应和催化剂性质、温度、气体压强等因素的影响。微孔决定显然，催化反应的速率由这七个阶段中最慢的一步固相这一阶段成为同，可将催化反速率控制阶段，按控应过程分为三种制阶段的不化剂粒子示意①化学动力学控制在图4-27气固相催化反应示意得很快化学反应速率最慢此情况下，内、外扩散进行学反应速率总反应速率主要取决于化②内扩散控制由于受催化剂颗粒中微孔大小和形状的影响，内扩散速度最慢，因而总反速率取决于内扩散速度③外扩散控制吸附和表面化学反应很快，反应物一到催化剂外表面即被反应掉，这时总反应速率决定于反应物扩散到催化剂外表面的速度在上述三种控制过程中反应物A的浓度分布特点如图4-28所示。气流边催化剂主体层冲界催化剂边界催化剂Cx(a)化学动力学控制b)内扩散(c)外扩散控制CAR-CAECACACA空C图4-28不同控制过程反应物的浓度分布，弄清反应过程的控制步骤，对选择催化剂的宏观结构(颗粒度、比表面积、孔径分布等)及反应条件有很大帮助。对外扩散和内扩散控制过程，只能从传质