Кинетика и катализ, 2021, T. 62, № 4, стр. 501-506

Влияние внутридиффузионного сопротивления на химический процесс в зерне катализатора несферической формы

С. Г. Заварухин ab*, В. О. Родина a

a ФГБУН ФИЦ “Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН”
630090 Новосибирск, просп. Акад. Лаврентьева, 5, Россия

b ФГБОУ ВО Новосибирский государственный технический университет
630073 Новосибирск, просп. К. Маркса, 20, Россия

* E-mail: zsg@catalysis.ru

Поступила в редакцию 20.01.2021
После доработки 05.04.2021
Принята к публикации 08.04.2021

Аннотация

Рассмотрена задача о трехмерном зерне катализатора с тремя характерными размерами a, b и с при наличии внутридиффузионного сопротивления и реакции первого порядка. На основе точного решения в декартовой системе координат предложены зависимости для расчета эквивалентного размера зерна и степени его использования от параметра Тиле ψ. Особенностью решения является зависимость формы зерна от параметра Тиле. В безразмерных координатах при ψ → 0 поверхность зерна стремится к сфере единичного радиуса, а при ψ → ∞ принимает форму правильного октаэдра, вершины которого находятся на координатных осях на единичном расстоянии от начала координат. В размерных координатах в зависимости от соотношения параметров a, b и с зерно может принимать формы, похожие на эллипсоиды, диски или “сигары”. При больших значениях параметра Тиле степень использования зерна несферической и сферической форм описываются одной зависимостью, равной 3/ψ.

Ключевые слова: несферическое зерно катализатора, реакция первого порядка, эквивалентный размер зерна, степень использования катализатора

DOI: 10.31857/S0453881121040158

Список литературы

  1. Малиновская О.А., Бесков И.С., Слинько М.Г. Моделирование каталитических процессов на пористых зернах. Новосибирск: Наука, 1975. 266 с.

  2. Арис Р. Анализ процессов в химических реакторах. Ленинград, Химия, Ленингр. отд-ние, 1967. 328 с. (Aris R. Introduction to the Analysis of Chemical Reactors, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1965. 337 p.)

  3. Aris R. // Chem. Eng. Sci. 1957. V. 6. P. 262.

Дополнительные материалы отсутствуют.