.164 北京科技大学学报 第35卷 设c=0,即固定床内最底层球团的反应完结时 观动力学参数(r、D。、k、K曰等)、操作条件气流 间为9。，则在≤9。区间，反应完结的高度为零，由 速度uo以及床层参数e、L、o有关，但均与反应时 式(17)可得 间无关.这就说明随着反应时间的推移，床层内球 1f df 0e= 团的转化率以保持不变的分布向床层内部推移.球 7。万 (18) 团转化率的分布特性只与单个球团宏观动力学模型 当反应时间6>9。以后，反应完结高度前沿 的A(f)和式(24)有关. 由最底层球团向床层内部逐渐推进.由于在”< 下面讨论球团宏观动力学过程不同控速时，反 的反应完结带内，球团的转化率为=1，因此将式 应带内球团转化率的曲线分布 (17)在整个反应完结带内积分可得 (1)气膜内传质控速.气膜扩散控速时，式(24) 简化为 dn,ne=70- df (·(19) of =-f. (25) On 将式(18)代入式(19)，整理得 根据式(25)，可以得气膜传质控速时反应带内部球 7e=y9-y8e=y(0-0e). 团转化率的分布如图3(a)所示. (20) 由图3(a)可知当还原性气体C0的气流速度 根据式(20)可以计算得到全床反应完结(=1)的 o分别取5、10和15ms-1时，反应带的宽度变 时间为 宽.这主要是因为气流速度增大以后，：的绝对值 0:=8e+1/. (21) 减小，使得af/8m的变化趋势变缓，af/0m由初始 (8f/8m)f=1=-a变化到（⑦f/an)=n=0需要更长 由式(21)可以得出全床反应完结时间A只与 的距离，所以反应带的宽度变宽 0。和Y有关，因此只要给定化学反应速率中表达 (2)内扩散控速.内扩散控速时，式(24)简化为 式()和量纲一的固定床内气固反应物摩尔比便 可近似地求出9 af Bf 由式(20)有dne/d9=Y,当0>0。时，反应完 8m(1-f)5-1 (26) 结带高度将会以与反应时间成正比例的速度向床层 根据上式，可以得内扩散传质控速时反应带内部球 内部推进，推进的量纲一的速度为。=Y 团转化率的分布如图3(b)所示 1.2.2反应带内球团转化率分布 (3)化学反应控速.化学反应控速时，式(24)简 反应带指的是反应完结带前沿上方球团转化 化为 率在0<f<1范围之内区域，高度为.反应带内 of =8f(1-f)3 On (27) 的球团的转化率在轴向上的分布对于固定床内操作 有着很重要的意义， 根据上式，可以得化学反应控速时反应带内部球团 式(17)两边分别对”求偏导数，则方程式左边 转化率的分布如图3(c)所示. 变为 由图3(c)可看出，Of/Bn的绝对值的变化随着 ∫的增加先变大，当达到某一拐点后，又出现逐渐 df df 1 df 变小的趋势.同理，当提高还原气气流速度后，反 A(万 dn A(f)dn 应带的宽度也明显变宽.这由图3（©）中气流速度 (22) 提高1倍后，反应时间同为2时，红线代表的反 同理，方程式右边变为 应带宽度明显比黑线所代表的反应宽度要宽可以看 出.其主要原因和气膜传质控制时，气流速度增大 (23) 造成8f/⑦m变化趋势变缓类似. 则求出偏导之后，式(17)变为 (4)混合控速.当宏观动力学由混合控速作用 时，只能通过求解式(24)才能得到反应带内球团转 af=-jλf) O (24) 化率的分布，但式(17)中有非线性项很难得到解析 解，这时可采用四阶R-K法14得到数值解. 式(24)表示固定床内反应带中固体转化率的分布 由图3(d)可以看出，随着反应时间的推移，反 情况.由式子右端可知0f/8n的分布只受到球团转 应带内气团转化率以相同的分布曲线往床层内部推 化率∫和()分布的影响，而()与单个球团宏 必