3576901461

mówimy, że jest on selektywny.

Selektywność katalizatora Sj definiuje się jako stosunek ilości Cpj jednego z kilku możliwych produktów (Pj) reakcji do całkowitej ilości produktów Lcpj: X->Pi+P₂ + P3 + -+Pi    (6)

s,=

liczba moli X przeksztaconych do P_] cakowita liczba moli X przereagowanych

- ^cpi/^^cpi

(7)

W praktyce przemysłowej selektywność = 70-90%, enzymy 100%,

Ze względów praktycznych reakcje katalityczne dzieli się na dwie odrębne kategorie. Gdy katalizator znajduje się w tej samej fazie co substraty i nie występuje granica faz, mówimy o katalizie homogenicznej, czyli jednofazowej. Gdy katalizator stanowi odrębną fazę mówimy o katalizie heterogenicznej. Najczęściej stosowanym układem heterofazowym jest układ w którym katalizator jest stały natomiast substrat występuje w fazie gazowej.

Zdecydowana większość najważniejszych procesów katalitycznych stosowanych w oczyszczaniu gazów odlotowych prowadzona jest w obecności katalizatorów stałych tzw. kontaktów. Proces katalizy na stałych katalizatorach porowatych składa się z następujących etapów:

a)    dyfuzja reagujących cząsteczek z wnętrza fazy gazowej do powierzchni

zewnętrznej katalizatora;

b)    dyfuzja reagentów w porach ziaren katalizatora do jego powierzchni wewnętrznej;

c)    adsorpcja reagentów na powierzchni katalizatora;

d)    reakcja chemiczna na powierzchni katalizatora;

e)    desorpcja produktów reakcji z powierzchni katalizatora;

f)    dyfuzja produktów w porach ziaren katalizatora;

g)    dyfuzja produktów reakcji od powierzchni katalizatora do strumienia gazu.

Szybkość ogólna heterogenicznego procesu katalitycznego określana jest względnymi

szybkościami poszczególnych stadiów a) - d) i jest ograniczona poprzez stadium najwolniejsze.

Jeśli szybkość reakcji chemicznej znacznie przewyższa szybkość dyfuzji to szybkość przemiany uwarunkowana jest oporem dyfuzji i definiujemy, że proces przebiega w obszarze dyfuzyjnym. Natomiast gdy szybkość wnikania masy jest bardzo duża w porównaniu z szybkością reakcji chemicznej to szybkość przemiany uwarunkowana jest oporem reakcji chemicznej. Jest to tzw. obszar kinetyczny przebiegu reakcji.

Etap d) reakcja chemiczna jest przyspieszana przede wszystkim przez podwyższenie temperatury. Wraz ze wzrostem temperatury szybkość reakcji chemicznej rośnie znacznie szybciej niż szybkość dyfuzji. Ze wzrostem temperatury w układzie obserwuje się przejście od obszaru kinetycznego do obszaru dyfuzyjnego procesu (pod warunkiem, że pozostałe parametry wpływające na szybkość przemiany nie ulegają zmianie).

Jeżeli stadium najwolniejszym ograniczającym szybkość procesu jest dyfuzja to najskuteczniejszym sposobem jego przyspieszenia jest zwiększenie ruchu burzliwego strumienia gazu (cieczy) w złożu nieruchomym katalizatora lub mieszanie mieszaniny reakcyjnej z katalizatorem. Proces zachodzi w obszarze dyfuzji wewnętrznej, gdy najwolniejsze są stadia b i f. Najskuteczniejszym sposobem intensyfikacji w tym

17