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1、总复习,第1章 绪论 （5分） 第2章 均相反应动力学基础（8分） 第3章 均相反应过程（20分） 第4章 非理想流动 （20分） 第5章 催化剂与催化反应动力学（32分） 第6章 固定床反应器 （10分） 第7章 流化床反应器 （5分）,第1章 绪论,1. 三传一反： 质量传递、热量传递、动量传递,按反应物系的相类特征分类： 均相 ；非均相（催化非催化）,按操作方式分类（特点及举例） 间歇操作 连续操作 半连续操作,工程中的放大问题（三传发生了改变）,守恒总方程式： 累积量=输入量-输出量,第2章 均相反应动力学基础,均相反应：,反应级数的概念：,反应级数不能独立的表示反应速率的大小，只是表

2、明反应速率对各组分的浓度的敏感程度，反应级数越大，反应速率对浓度的敏感程度就越大。,速率常数 k,与反应速率的表示方式、速率方程的形式、反应物 系组成的表示方法有关。,因次：,E活化能， 物理意义：把反应分子激发到可进行反应的活化状态时 所需要的能量,若在间歇反应器内进行恒容反应,对于零级、1级、2级反应的动力学方程熟练运用； 包括可逆反应、平行反应、串联反应等类型；,熟悉以压力P和转化率x表示的速率方程表达式；,自催化反应,设反应对各反应组分均为一级反应，则速率方程为：,由计量关系可得:,均相催化反应,若忽略非催化反应部分的速率，可表示为：,对于间歇反应器内进行的恒容反应，其速率方程为：,积

3、分,复合反应,收率p：,得率XP :,第3章 均相反应器,（无返混）,（返混程度最大）,理想反应器,理想混合反应器,（完全混合）,平推流反应器,（无返混）,间歇式完全混合,连续式完全混合,返 混：不同停留时间的粒子间的混合 平推流：反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，所有的物料在器内具有相同的停留时间。,积分得：,间歇完全混合反应器的设计方程,全混流反应器,1 、物料衡算,输入 =,输出 =,积累 = 0,A的反应量 =, 全混流反应器的设计方程,定义空时,代表反应器处理物料的能力,变小，处理能力变大,对于均相反应：,（体积空速）,对于非均相反应，常以催化剂质量多少表示反应器的体积,空速

4、:单位反应体积，单位时间内所处理的物料量,反应器的有效容积与器内物料的体积流速 之比。,3）平均停留时间与空时,非恒容过程，两者不同。,平均停留时间：,4 间歇反应器和全混流反应器的比较,即：,平推流反应器的设计方程,对于恒容过程有：,代入设计方程：,多釜串联组合的全混流反应器,1.流程,2.多釜串联反应器的总容积,1）解析法,以一级不可逆反应为例，对于恒容系统，任意第i个反应 器有：,即：,反应器型式与操作方法的评选,1）反应器的选型,单釜全混流多釜串联全混流间歇全混流平推流反应器,此时所需的反应容积：,（对于n0的不可逆等温反应均有此特征）,平推流、全混流、多釜串联的选择（单一反应还是串联

5、反应、平行反应）,平推流反应器,全混流反应器,多釜串联全混流,（对于n0的不可逆等温反应均有此特征）,间歇全混流平推流反应器多釜串联全混流单釜全混流,此时所需的反应容积：,（自催化反应和绝热操作的放热反应具有这种特征）,当xAfxAM时，与（）同，全混流反应器最佳， 平推流所需的容积最大 当xA0 xAM时，与（）同，平推流反应器最佳， 单釜全混流反应器所需容积最大 当xA0 xAM而 xAfxAM时，全混流串接平推流最优 循环操作的平推流反应器次之，平推流、全混流 反应器最差。,:停留时间分布密度函数，或寿命分布密度函数。,时：,停留时间分布函数:停留时间小于t的流体粒子所 占的分数,可改写

6、成：,第4章 非理想流动,）平均停留时间,）停留时间分布函数的特征值,）方差,表示停留时间分布的分散程度的量，在数学上是指对于平均停留时间的二次矩。,令：无因次时间:,脉冲示踪和阶跃示踪,第二节 理想流动及层流的停留时间分布,1 平推流,数字特征为：,表明所有的流体粒子在反应器内的停留时间相同。,方差越小，说明分布越集中，分布曲线就越窄，停留 时间分布方差等于零这一特征说明系统内不存在返混。,对恒容：,全混流：,数字特征：,3)平推流与全混流串并联模型,）按串联方式组合（串联模型）,设反应器内全混流的体积为,平推流体积为,）并联模型,停留时间分布为：,其中：,4) 带有短路的全混流模型,停留时

7、间分布为：,其中,带有短路的平推流可看作是两个平推流并联，且其中一个平均停留时间为0。,4) 有短路的平推流全混流串联,停留时间分布为：,第5章 重点内容,催化剂 催化剂的物理特性 催化剂常用制备方法 要求催化剂具备一定的活性好、选择性高、寿命长。,气-固催化反应的步骤,固体催化剂由三部分组成：主催化剂、助催化剂和载体,1）兰格缪尔模型Langmuir型,该模型假设的前提条件,气-固催化反应动力学方程,反应:,A的吸附：,B的吸附：,表面反应：,R的脱附：,S的脱附：,反应速率的实验测定方法 ？,实验用反应器？,催化剂颗粒中的扩散,1、孔扩散,1）催化剂中气体扩散的形式,扩散,分子扩散,努森扩散,构型扩散,表面扩散,/2ra10-2，分子间的碰撞,/2ra 10-2，分子与孔壁的碰撞,孔半径(0.5-1.0nm)的微孔,内表面上分子向表面浓度降低的方向移动,10100nm,非催化气-固相反应动力学,粒径不变的缩核模型：,粒径减小的缩核模型：,A通过气膜扩散到固体表面； A经过灰层到未反应核表面； A与固体间反应； 气态产物扩散通过灰层扩散； 产物进入气流主体；,气膜扩散控制：,固体表面上气体反应组分的浓度可当作零，反应期间CAg是恒定的。,如果固体B的密度为m，颗粒体积为VP，则质量为m VP,将上面两式联立得： 利用边界条件：t=0，rc=R，积分得,若x