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有机废气催化剂的催化性能常用的表示方法

日期:2020-02-27 18:08
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摘要: 有机废气催化剂的催化性能常用的表示方法 催化性能又称催化能力或催化本领,也称催化活性。在讲到催化剂的催化性能时,首先要联想到催化剂的作用,从催化剂定义上理解,催化剂催化作用的实质是改变化学反应速度,该化学反应必须经热力学证明在某反应温度及压力条件下能发生的反应,在此证明条件下的化学反应方可采用催化剂改变化学反应速度,因此催化剂的催化本领必须与反应条件相结合,离开温度、压力、反应物浓度等条件(尤其是温度)谈催化剂的催化本领没有任何实用价值,因此在表示催化剂的催化本领时通常会标定...

有机废气催化剂的催化性能常用的表示方法

 

催化性能又称催化能力或催化本领,也称催化活性。在讲到催化剂的催化性能时,首先要联想到催化剂的作用,从催化剂定义上理解,催化剂催化作用的实质是改变化学反应速度,该化学反应必须经热力学证明在某反应温度及压力条件下能发生的反应,在此证明条件下的化学反应方可采用催化剂改变化学反应速度,因此催化剂的催化本领必须与反应条件相结合,离开温度、压力、反应物浓度等条件(尤其是温度)谈催化剂的催化本领没有任何实用价值,因此在表示催化剂的催化本领时通常会标定反应温度等条件。下面谈谈在恒定反应条件下催化性能常用的表示方法。


1、反应速率r=dc/dt      平均反应速率v=△c/△t

    化学反应速率即化学反应进行的快慢程度,单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)。用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。反应速率可通过实验测定,或通过实验测定的反应速率方程计算。

反应速率因与催化剂定义关联,故用反应速率表示催化剂催化本领非常直观,从工业角度讲能快速计算生产周期。但因反应速率的测定实验较为复杂,故用其表示催化性能多数出现在产品开发及理论研究中,而催化剂产品性能参数中不常出现。

相同反应条件下,催化反应速率越大意味着生产周期越短,故反应速率越大的催化剂的催化本领越强。


2、空速 体积空速SV=Q/Vcat   质量空速SV=Qm/mcat

催化剂空速是指单位时间内通过单位体积(或质量)催化剂的反应物的体积数(或质量),故空速的计量单位用h-1表示。在恒定温度条件下谈空速还必须与转化率关联,因为空速定义与反应物紧密相关,所以不标定反应物转化率谈空速同样也没有实用价值。

空速容易采用实验测定,用它表示催化剂的催化本领因其对反应物的处理量非常直观,且可根据反应物量来确定催化剂装填量,故在催化剂产品性能参数中受到广泛应用,尤其在原料气净化、废气废液等环保处理中更为重要。

对处理原料(反应物)来讲,在相同反应条件下,空速越大意味着反应物处理量越大,故空速越大的催化剂的催化本领越好。


3、时空收率 体积时空收率STY= Q/Vcat  质量时空收率STY=Qm/mcat

时空收率又称时空得率,指在给定反应条件下,单位时间内单位体积(或质量)催化剂能获得的某一产物体积(或质量)。因为时空收率针对的是产物(空速针对的是反应物),所以在恒定温度条件下谈时空收率还必须与产率关联,因为时空收率定义与产物紧密相关,所以不标定产物的产率谈时空收率同样也没有实用价值。

时空收率也容易采用实验测定,用它表示催化剂的催化本领因其对生成物产品的产量非常直观,且可根据产量来确定催化剂装填量,故同样在催化剂产品性能参数中受到广泛应用,尤其在工业合成生产中更为重要。

对获得产品(生成物)来讲,在相同反应条件下,时空收率越大意味着产量越大,故时空收率越大的催化剂的催化本领越高。


4、活性转化率α =100%×(Qr1-Qr2)/Qr1

转化率定义为反应消耗的原料量占反应物初始量的百分比。所以转化率是针对反应物而言的参数,也就必须与空速关联,不在相同空速下谈转化率也没有实用价值。

转化率是*容易检测得到的参数,故针对原料(反应物)设定的催化本领参数中,转化率是常用的催化剂性能参数,通常也可代表活性,在相同反应条件及相同空速下,转化率越大的催化剂的催化性能更优良。


5、选择性产率 Ф=100%×Qpr/Qr

选择性产率定义为转化为目的产物所消耗的某反应物量占该反应物初始总量的百分比。所以选择性产率是针对生成物而言的参数,也就必须与时空收率关联,不在相同时空收率下谈选择性产率也没有实用价值。

产率是*容易检测得到的参数,故针对产品(生成物)设定的催化本领参数中,产率是常用的催化剂性能参数,通常也可代表催化能力,在相同反应条件及相同时空收率下,选择性产率越高的催化剂的催化本领更优良。


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