重時空速,體積空速,液時空速,氣體空速-概念討論及區(qū)分.pdf

催化學(xué)科中的催化學(xué)科中的 空速空速 概念討論及區(qū)分概念討論及區(qū)分 重時空速 體積空速 液時空速 氣體空速 1 空速主要表征催化反應(yīng)隨催化劑的量與氣流流速之比所引起催化活性 的變化 由于對于一個具體的催化體系 不同空速下催化活性的表現(xiàn)不同 所以 在報道結(jié)果時空速是非常重要的 通常的定義是這樣 2ml 催化劑 氣體流速 100ml min 那么空速就是 50min 1 或者 3000h 1 單位時間處理氣體體積與催化劑體積之比 在有些場合下 也可以用一些其他的單位來代替上面的空速 如 10000 ml g h 這就是評價時選用催化劑的質(zhì)量來代替體積 以流量的表注空速 從上面看 不需要專門來測定空速 只需要對評價催化劑的量和氣體流速進(jìn) 行計算就可以得到空速 2 平時作試驗時不直接計算空速 而是改變氣體流量來實現(xiàn)空速的調(diào)節(jié) 其實單純說空速不好理解 空速是空時的倒數(shù) 單位是時間的 1 次方 空時是指 流體完全通過單位反應(yīng)空間所需的時間 倒過來講空速就是指單位時間內(nèi)流體通 過的反應(yīng)空間個數(shù) 我作試驗都是用流量標(biāo)記的 對應(yīng)的空速是后來計算出來的 是先計算空時再求取倒數(shù)得到 因為很多文獻(xiàn)上發(fā)表的數(shù)據(jù)圖都是以空速作坐標(biāo) 的 如果你的試驗過程接近平推流反應(yīng) 那么空時就等于停留時間 可以根據(jù)催 化劑的堆密度和顆粒密度求取空隙密度 由催化劑填充量確定空隙的總體積 再 除以氣流的流量就可以得到停留時間了 3 空速空速 Space velocity 是指單位時間內(nèi)通過單位質(zhì)量是指單位時間內(nèi)通過單位質(zhì)量 或體積或體積 催化劑的反 應(yīng)物的質(zhì)量 催化劑的反 應(yīng)物的質(zhì)量 或體積或體積 時間一般以小時為單位 當(dāng)反應(yīng)物和催化劑的量以質(zhì)量為 單位時 稱為重時空速 時間一般以小時為單位 當(dāng)反應(yīng)物和催化劑的量以質(zhì)量為 單位時 稱為重時空速 Weight hourly space velocity WHSV 而以體積為單位 時 稱為體積空速 而以體積為單位 時 稱為體積空速 體積空速又可分為兩種情況 如果反應(yīng)物為氣體 可用氣體空速 體積空速又可分為兩種情況 如果反應(yīng)物為氣體 可用氣體空速 Gas hourly space velocity GHSV 注意此時氣體體積是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積注意此時氣體體積是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積 如果反應(yīng)物為 液體 則可用液時空速 如果反應(yīng)物為 液體 則可用液時空速 Liquid hourly space velocity LHSV 空速可以只針對一種反應(yīng)物而言 也可以針對全部反應(yīng)物而言 既可以用 重時空速衡量也可以用體積空速衡量 例如只要反應(yīng)物為液相 不管實際反應(yīng) 條件下是否以液相存在 均可用液時空速表示 若反應(yīng)物之一為液相 而另一 不為液相 同樣可以前者的體積來計算液時空速 空速可以只針對一種反應(yīng)物而言 也可以針對全部反應(yīng)物而言 既可以用 重時空速衡量也可以用體積空速衡量 例如只要反應(yīng)物為液相 不管實際反應(yīng) 條件下是否以液相存在 均可用液時空速表示 若反應(yīng)物之一為液相 而另一 不為液相 同樣可以前者的體積來計算液時空速 只要宏觀量的測量準(zhǔn)確 空速就是準(zhǔn)確的 沒有什么特別的測量要求 只要宏觀量的測量準(zhǔn)確 空速就是準(zhǔn)確的 沒有什么特別的測量要求 各論壇資料整理 各論壇資料整理 通常所說的空速 不論體積空速還是質(zhì)量空速 都是指某一原料量與純催化 劑量之比 而接觸時間則為空速的倒數(shù) 然而 在顆粒催化劑評價過程中 為了 減少傳熱影響以及優(yōu)化原料分布 通常在催化劑中添加惰性物質(zhì)加以稀釋 那么 此時的空速應(yīng)該仍然以純催化劑的量為基準(zhǔn) 還是以稀釋后的床層為基準(zhǔn)呢 而 此時的接觸時間 原料與催化劑 與未稀釋之前相比 又有什么變化呢 回答 1 稀釋后的催化劑 空速應(yīng)該以整個床層為基準(zhǔn) 此時的接觸時間也按 照整個床層來計算 比如 未稀釋前催化劑體積為 1ml 氣體流速 100ml min 那 么空速為 6000 h 如稀釋后總體積為 2ml 氣體流速保持不變 那么空速為 3000 h 接觸時間增加一倍 2 催化劑的稀釋其實就像制備工業(yè)催化劑的時候需要加粘合劑一樣 空 速自然是作為催化劑整體的評價 催化反應(yīng)空速問題具體求空速的方法 回答 1 單位體積催化劑在單位時間 h 內(nèi)所處理的量 ml 是對催化劑處 理能力的量化 在工業(yè)生產(chǎn)中此指標(biāo)尤為重要 直接關(guān)系到企業(yè)的生產(chǎn)能力 單位一般為 h 1 GHSV 流速 ml min 60 V 單位 2 LHSV v0 liquid V frequently measured as liquid feed rate at 60oF or 75 oF GHSV v0 STP V normally measured at standard temperature and pressure v0 volumetric flow rate V reactor volume note 體積流速是指反應(yīng)器入口的流速 流過反應(yīng)器的流速可能有壓力 體 積改變 要取入口處的當(dāng)成體積流速 3 補充表述 空速有幾種表達(dá)方式 表示催化劑的處理量 單位都是 h 1 體積空速 每小時進(jìn)料的體積 液體 LHSV 或氣體 GHSV 催化劑 的裝填體積 重時空速 WHSV 每小時進(jìn)料的重量 液體或氣體 催化劑的裝填重 量 談到空速 我有個問題想請教一下 氣固反應(yīng) 一般采用體積空速 但是實際操作過程中我發(fā)現(xiàn)由于采用的載體 不同 催化劑的體積相差很大 例如 如果固定體積空速在 15000h 1 載體 1 催化劑達(dá)到這個空速 催化劑的質(zhì)量為 50mg 而載體 2 催化劑達(dá)到這個空速 質(zhì)量需要 150mg 這樣就造成 做選擇載體試驗室 如果固定空速 則催化劑的 活性組分的量相差甚遠(yuǎn) 如果固定催化劑的用量 空速又不一樣 請問如何解決上述問題 是不是我理解空速概念上有問題 各位蟲又遇見 上述問題是如何解決的 回答 我覺得此時是不是應(yīng)該采用樓上說的重時空速 WHSV 概念更好 或者采 用體積質(zhì)量空速最為合理 自己杜撰的概念 不知道有沒有這么個說法 每小 時進(jìn)料體積 催化劑的裝填質(zhì)量 我做的是氣固反應(yīng) 覺得體積比質(zhì)量很方便 實用 考慮到保證催化劑活性物種用量的一致 一般采用質(zhì)量空速 WHSV 但是 對于氣固反應(yīng)體系 質(zhì)量空速計算比較麻煩 如果所用載體是同一批樣品 那么 可以用體積空速 很有可能大家都在回避這個問題 有些文章用不同的載體 采用相同的體積空速是為了能清晰為他的結(jié)論做證 的 如果仔細(xì)推敲一下 肯定會有上面的問題的 我們來思考一下 催化反應(yīng)的活性是和什么有關(guān)的呢 重量 體積 其實都 不是 應(yīng)該是真正起作用的活性中心 我們一定敢肯定 活性中心是和重量 體 積成正比的嗎 不能 催化反應(yīng)中的影響因素太多了 所以討論活性中心難度非 常大 現(xiàn)在還沒有一個確定的理論來說明這樣的問題 所以也就有了大多數(shù)文章 中所采用的 固定一種表面上看起來合理的空速條件來進(jìn)行催化劑的篩選了 我的理解 有不到的地方請大家多批評 但是感覺上固定空速最不可行 催化劑活性中心與質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)該大于體積 尤其載體密度小的情況下 覺得樓上一位說的衍生空速 也即我在前面的貼 子中提到的體積質(zhì)量空速最合適 關(guān)于多相催化 空速 的問題 我搜索了站內(nèi)資源 以前有一些討論 如空速 的定義 體積空速和質(zhì)量空速 以及發(fā)表論文一般用什么空速等等 但還有一些問題沒有討論清楚 1 石英砂稀釋催化劑后空速是否會變 討論鏈接 我也認(rèn)同有可能會改變空速 但沒有人討論了 2 如果氣相有兩種物質(zhì) 如甲苯的氧化 我們用的是甲苯和空氣的比例為 50 1 到 100 1 這時計算催化劑的空速 是用總的氣相流量 還是只用甲苯流 量 我個人傾向于只用甲苯的流量 但正確的結(jié)果是什么 回答 1 石英砂稀釋空速變化 總流量 因為 VOCs 催化氧化 燃燒一般是用來衡量催化劑處理廢氣的能 力 而 VOCs 的含量即濃度 也就是您所說的 50 1 和 100 1 是有特殊說明 的 2 1 稀釋后的催化劑空速是絕對要變化的 2 應(yīng)該用總流量來計算空速 3 我比較認(rèn)同以下兩位蟲友的看法 用石英砂稀釋催化劑 有可能改變 空速 蟲友一 在測催化劑的體積時如果不是測得到的催化劑顆粒的真實體積 而 是催化劑的堆體積 這樣我們催化劑體積在稀釋前后所謂體積空速可能由于人為 的因素而有些區(qū)別 jiaguangxin 蟲友二 空速的定義是單位時間通過單位體積 或質(zhì)量 催化劑的反應(yīng)物料 的體積 或質(zhì)量 把催化劑稀釋 體積增大 物料流速不變 物料與催化劑接 觸充分 相當(dāng)于空速減小了 得到的催化效果應(yīng)該不一樣的 numbernine 4 其實這是一個理解誤區(qū) 不同的人從不同的方向理解的 但是仔細(xì)考 慮其結(jié)果是相同的 認(rèn)為稀釋后空速變化是這樣理解的 首先稀釋前后的催化質(zhì)量不一樣 也 就是催化劑真實體積不一樣 而稀釋的目的是獲得催化劑填裝體積一樣 也就 是獲得相同的接觸時間 認(rèn)為稀釋后空速不變則是這樣理解的 首先稀釋前后催化劑質(zhì)量不變 也 就是催化劑真實體積不變 而這種稀釋的目的我還不知道有什么意義 為了降 低反應(yīng)過程中體系產(chǎn)生大量的熱量 5 樓上說的有道理 用石英砂稀釋催化劑 有不同的理解 我一般用石英砂稀釋的原因有以下幾點 1 催化劑的密度不一樣 造成堆積體積不一樣 當(dāng)我用催化劑質(zhì)量為統(tǒng)一 標(biāo)準(zhǔn)時 為了保持一些密度高的催化劑有相同的體積 我只好用石英砂稀釋 2 確實有些反應(yīng) 如放熱反應(yīng) 用