Внутренняя диффузионная область

Суммарная скорость процесса определяется скоростью диффузии реагирующих веществ через поры катализатора.

Для реакций, идущих в диффузионной области характерно медленное изменение скорости реакции от температуры, т.к. коэффициент диффузии мало зависит от температуры.

В промышленности стремятся ликвидировать диффузионное торможение, когда реакция идет не на поверхности катализатора, а в порах катализатора.

Стремятся перейти работать в кинетическую область протекания реакций, когда определяющей стадией будет собственно химическая реакция на поверхности катализатора.

 

Есть несколько путей ускорения этого процесса

¾ можно уменьшить размеры зерен катализатора и соответственно уменьшить путь молекул до средины зерна (для этого надо перейти от фильтрующего слоя катализатора к кипящему слою)

¾ для неподвижного слоя катализатора можно изготовить крупнопористые катализаторы, не уменьшая размеров зерен во избежание роста гидравлического сопротивления, но при этом неизбежно уменьшится внутренняя поверхность и соответственно снизится интенсивность работы катализатора по сравнению с мелкозернистым тонкопористым катализатором

¾ можно готовить бидисперсные и полидисперсные катализаторы, в которых крупные поры являются транспортными путями высокоразвитой поверхности, создаваемой тонкими порами малой длины (глубины)

 

Вывод

1. Гетерогенный каталитический процесс определяется как кинетикой реакции на активной поверхности катализатора так и условиями массо - и теплопереноса.

2. Скорость гетерогенно-каталитической реакций зависит не только от концентрации реагирующих веществ, но и от доли поверхности, занятость хемосорбированными молекулами компонентов на единицу поверхности катализатора, т.е. зависит от адсорбционного равновесия на поверхности катализатора.

3. Зоной гетерогенных реакций является межфазная граница, поэтому скорость реакции будет зависеть от поверхностной концентрации реагентов (промежуточных концентраций).

4. Поскольку продукты реакции занимают часть активных центров, то они тормозят реакцию.