催化劑有效系數(shù)n計(jì)算公式。如等溫時(shí)，催化一級不可逆反應(yīng)的球形催化劑的計(jì)算式為(4-123)引Lan(ns)K, C(4-124)內(nèi)＝RD式中，為球形催化劑的齊勒模數(shù);R為催化劑的特性長度，即球形顆粒半徑，m;Ky為反應(yīng)速率常數(shù);C為組分在催化劑外表面處的濃度，kmol/m2;D為催化劑顆粒內(nèi)有效擴(kuò)散系數(shù)，m2/h;n為反應(yīng)級數(shù)如把特性長度定義為催化劑顆粒的體積V2和其外表面積A之比，則任意形狀催化劑的齊勒模數(shù)為:Ku Ca(4-125)A V D式中，對于球形催化劑V/A2＝R/3，故＝1/39，不規(guī)則形狀顆粒V/A＝dn/6;dp為非球形顆粒的相當(dāng)直徑，m;為外表面的有效表面積系數(shù)，球形為1，無定形為 球形、片狀和長圓柱體催化劑上進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)時(shí)的η和中s的關(guān)系見表4-17表4-17不同形狀催化劑的有效系數(shù)fa菜形片長性體球形薄片長圓柱體由表中數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)值很小時(shí)，7＝1，這是因?yàn)橹敌r(shí)，表示催化劑顆粒很小Kx/Da很小，說明化學(xué)反應(yīng)速率慢，內(nèi)擴(kuò)散速度快，此時(shí)內(nèi)擴(kuò)散對反應(yīng)速度無影響，故≈1，反之，當(dāng)大時(shí)，表示催化劑顆粒大，Ky/Da大，說明化學(xué)反應(yīng)速率快，內(nèi)擴(kuò)散的影響不容忽提，此時(shí)7遠(yuǎn)小于1，如ン3，則＝1/在催化劑顆粒內(nèi)都等溫的情況下，對于大多數(shù)氣固催化反度，可用一個(gè)簡單的標(biāo)準(zhǔn)來判斷內(nèi)了散的影即當(dāng)RKND1或RD時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散的影響可以忽略不計(jì)。又由于K不易測得，此判斷式又常以實(shí)測的反應(yīng)速率表示，即R<1(4-127)
C此時(shí)，內(nèi)擴(kuò)散可以忽略工業(yè)顆粒催化劑的7值一般為 ～08外擴(kuò)散控制的速率方程如圖428所示，此時(shí)為外擴(kuò)散控制，對于一級不可逆反應(yīng)有ra=K,.(C-C(4-128)式中，K。為以濃度差為推動力的外擴(kuò)散吸收系數(shù)，m/h;S.為單位體積催化床層中顆粒的外表面，m/m催化反應(yīng)器及其設(shè)計(jì)