光化学反应仪-反应器最适宜反应温度的选择
对于吸热的可逆反应,不存在最适宜反应温度的问题,因不论从热力学和动力学角度看,升温对反应都有利,但实际上还要考虑催化剂的活性温度、副反应、能量消耗等方面的因素。
对于放热的可逆反应,反应温度的选择应同时考虑热力学http://WwW.jyzb.cago365.com和动力学两方面因素,从平衡常数和温度间的热力学表式
(反应速率公式)
看出,根据化学平衡的观点,温度愈高愈不好,因升温将使平衡转化率降低,根据动力学观点,温度愈高,反应速率愈大。因此,两者存在着矛盾。通常,在温度较低时,温度对反应速率常数的影响起主要作用,而温度对平衡常数的影响则是非重要的,因而反应速率将随温度的上升而加快;但高到一定温度后,再提高温度,其平衡转化率就下降很快,所以反应速率下降。因此可见,存在着一个对应于最大反应速率时的最适宜反应温度。
理想的情况是,反应器内每一点的温度都应该控制在最适宜的反应温度。在反应器入口,由于体系远离平衡,提高温度可以加快反应速率有利于反应达到平衡,而在出口,降低温度则有利于提高平衡转化率,因此,从反应器入口到出口,随着反应物的转化率不断提高,反应温度要跟着逐步递减,使反应器内的每一点均处在最适宜的反应温度。
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