Shrinking-Core-Modell
Chemische Umsetzung an der Oberfläche des Feststoffes als geschwindigkeitsbestimmender Teilvorgang
Modellvoraussetzung:
- Die Konzentration der gasförmigen Komponente A am Reaktionsort ist gleich der Konzentration im Gasraum.
- Die Abreaktion eines kugelförmigen Feststoffteilchens wird durch folgendes Geschwindigkeitsgesetz beschrieben:
t gibt die Zeit wieder, die vergeht, bis die Reaktion von r0 bis zu r fortgeschritten ist.
Die Zeit, die für den kompletten Umsatz des Feststoffes, d.h. r = 0, benötigt wird, wird mit dem Buchstaben τ bezeichnet:
Die reduzierte Reaktionszeit t/τ
kann auch als Funktion des Umsatzgrades des Festoffes XB ausgedrückt werden. Der Anteil des noch nicht umgesetzten Feststoffes [1-XB ] ist:
Der Zusammenhang zwischen dem Radius des Teilchens, der Reaktionszeit und dem Umsatz ist gegeben durch:
- Tab.1
- Symbolliste
Symbol | Beschreibung | Einheit |
---|---|---|
Oberfläche des Feststoffteilchens | ||
Stoffmenge des Feststoffes B | ||
Zeit | ||
Stöchiometrischer Faktor | ||
Reaktionsgeschwindigkeitskonstante (1. Ordnung) | ||
Konzentration der Komponente A in der Gasphase | ||
Dichte des Feststoffes B | ||
Radius des Partikels zur Zeit t | ||
Radius des Partikels zur Zeit t=0 | ||
Zeit, die für kompletten Umsatz benötigt wird | ||
Umsatz des Feststoffes B |