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多孔催化剂效率因子的多组分扩散模型 (Ⅰ)多组分扩散模型及数值计算方法

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【作者】 朱炳辰宋维端房鼎业吕待清

【Author】 Zhu Binchen, Song Weiduan, Fang Dingye and Lu DaiqingEast China Institute of Chemical TechnologyPresent address: Shanghai Research Institute of Chemica] Technology

【机构】 华东化工学院华东化工学院 现在上海化工研究院工作

【摘要】 本文按多孔催化剂内多组分分子扩散及努森扩散联合过程的特性,导出了描述等温球形催化剂内单一反应的反应物和产物浓度分布的二阶非线性常微分方程组.微分方程中各个反应组分的浓度梯度强烈相互耦合.在计算机上用打靶法求解此常微分方程组提出的两点边值问题,即可求得各个反应组分的浓度分布和催化剂效率因子的数值解.由于反应组分的有效扩散系数间的差异,催化剂内反应组分的组成变化之间的关系不再符合反应的化学计量关系.当内扩散过程的阻滞作用严重时,催化剂颗粒内会出现“死区”,死区内反应组分的浓度趋近于平衡浓度,实际上不再继续进行反应.存在死区时,使用此数学模型及解题方法可求出死区的半径及此情况下催化剂的效率因子.工业上常用的圆柱状催化剂按照相等比外表面积的球体处理.

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