催化剂装量的计算

催化剂装量的计算方法有数学模型法和经验计算法两种

数学模型法首先是通过对固定床反应器内流体与颗粒的行为进行“合理”简化，提出一种物

理型:然后再根据化学反应原理，结合动量传递、热量传递、质量传递对物理模型进行数学描述，获得数学模型;最后对数学模型求解以得到所需要的结果。按照上述过程，首先应建立数学模型。用催化法净化气态污染物，由于废气中污染物浓度不高，反应放出的热量不大，所要求的反应速率也不太高，可把该过程当作绝热过程。为了简化计算，同时将固定床反应器看成理想置换反应器，采用最简单的“一维拟均相理想流动模型”进行理论计算如图4-33所示，在反应器内取微元体积dWx，其两端面转化率为xA和xA+dxA。在微元内作物料衡算:NA-(NA+dn)=(-R,)dvr(4-136)输入A量一输出A量＝反应消耗A量dnR,dr(4-137)代入式(4-132)可得:N, ddv:-RP(4-138)Ao aaa(4-139)RrCAONA+DN2A0TA+dra图4-33一维拟均相扩散模型同样地，也可在该微元dv内做热量衡算:CCT+(-R)dWa(ー△FH)＝G.Cnm(T+dT+da(4-140)气体代入热量反应放热气体带出热传给外界的热式中，C.为进入微元段的气体混合物流量，kg/s;C为气体的平均定压比热容，kJI(kg?B-△H为反应热，k/ kg; dqe为向外界的传热速率，l/整理化简得G.C.dt=No dax(-ah)dqa(4-141)绝热情况下da＝0，则上式变为:dTN(-△HdxNG CUA, Ca(-AH)dra -Ca(-AHD)(4-142)A uc若N、C＝不随温度及x、变化，即取其平均值为常数，积分上式得△T＝T2-T1＝A(xZ由式(4-139)可求出在绝热条件下固定床反应器健化剂装量。使用这个式子时应注意:①反式中，A又称绝热温升。应速率R-可根据反应控制步骤简化，但必须表示成xA的函数;②Rr包含有反应常数k，而k与温度有关，如为等温过程，可直接用式(4-139)进行计算，若为变温过程，还得联立式经计算法是果用实验室、中间试验装置及其工厂现有装置中测得的一些最佳条件(如空意143)，建立k与x的关系求解