可以选择比表面积大的圆柱形、空心圆柱形、填充量大、颗粒耐磨性高、球形； 小颗粒或微球用于沸腾床。 催化剂的形状、尺寸和机械强度必须与相应的催化反应工艺和催化反应器相匹配，并符合性能要求。 固定床催化剂：催化剂床层必须填充均匀，可以是圆柱形或空心圆柱形，比表面积较大； 填充量大，耐磨性高，颗粒呈球形； 对催化剂强度和颗粒尺寸的要求差异很大。 形状不均匀，催化剂颗粒过小，增加气流阻力，影响正常运行； 移动床催化剂：催化剂不断移动，机械强度要求高，减少磨损，小角球，粒径3～4mm； 流化床催化剂：保证流化状态，流动性好，微球，20~150um； 悬浮床催化剂：催化剂颗粒在液体中循环，为微米或毫米球形颗粒。 1) 重要的性能，例如催化剂效率、强度、寿命和表面可用性。 在很大程度上，这些性能取决于成型工艺并通过成型操作获得。 2）催化剂的粒径、形状、表面性质等特性决定了反应器内的流体动力学操作条件、反应器的生产能力和工艺选择性。 这些特性是通过成型获得的。 3）成型操作强化了多相反应过程的特征，影响催化剂的活性、选择性、流动阻力等性能。 催化剂成型的关键问题是在催化剂机械强度和压降允许的前提下，尽可能保证催化剂的表面积利用率最大化。

原因：许多工业催化反应是由内部扩散控制的过程。 单位体积反应器中所含催化剂的表面积越大，活性越高，生产能力也越大。 水蒸气重整反应是内部扩散控制反应，异化型催化剂是有效的。 由拉西环改为七字孔或圆锥形，以增加外表面积，提高反应性能。 酸中毒：如果催化剂的化学性质和物理结构不变，则可以提高活性，降低压降，改善传热。 炼油厂加氢催化剂：四叶蝶形（原圆柱形、球形）颗粒细小，强度高，压力降低粘结剂配方，特别适合扩散控制。 催化剂形状和尺寸对反应器、填充床压降的影响，催化剂床层介质液体机械性能，床层压降大，气流分布均匀，压降降低，有利于降低电耗； 压降：与颗粒尺寸、形状、流体流速、流体物理性质、床层孔隙率、床层高度有关。 因此，工业催化剂要求：适应尺寸和形状，使反应器内的流体不产生过大的压降，且流体分布均匀。 2、催化剂的形状和尺寸对催化剂的有效因子有影响。 多相催化剂主要由内部扩散控制。 过程中，较小的催化剂颗粒可以减少内部扩散的影响，提高催化剂表面利用率，增加反应活性，改变催化剂选择效率因子η：代表传质过程对化学反应速率的影响程度。 式中：R——有效率，kc 在工业过程中，如果压降允许，尽量使用粒径小的催化剂，同时改变催化剂的工程结构，以降低内部传质阻力，提高催化剂的性能表现。

从强度角度考虑固体催化剂的使用效果时，工业催化剂应能抵抗以下五种形式的应力而不断裂。 (1)催化剂应有足够的强度，以抵抗装桶和运输过程中翻滚、跌落造成的磨损。 (2)能承受电抗器加载时产生的冲击载荷。 (3)能承受设备的启停、催化剂床层热膨胀、沉降、收缩引起的相对运动以及流体流动对催化剂颗粒的磨损。 (4)不会因催化剂使用时发生的物理、化学变化而破裂。 (5)有些工艺采用流化床或移动床反应器，催化剂能承受流动引起的磨损。 工业催化剂需要良好的机械强度以承受搬运和装载； 启动期间的温度和压力变化以及运行期间的气流影响。 根据反应特点和反应设备要求选择催化剂的形状、尺寸和机械强度。 烃蒸汽转化：采用异型催化剂，由拉西环改为轮状，提高了催化剂性能。 工业催化剂通过成型可以在不改变化学性质和物理结构的情况下提高催化性能、增加活性、降低压力。 减少并改善传热。 因此，选择最佳的成型方法非常重要。 成型方法对挤出成型的催化剂强度的影响小于压缩成型； 成型工艺对催化剂的形状、尺寸和机械强度起着决定性作用。 同时，通过选择最佳的成型方法可以提高催化剂的性能。 由相同材料但采用不同成型方法和工艺获得的催化剂具有不同的孔结构、比表面积和表面织构布局。

Al2O3是应用最广泛的催化剂载体和一些催化反应的催化剂。 与挤压棒材相比，实验室挤压实验室生产的产品具有更大的孔体积和更小的堆积密度。 挤出条件和设备对产品性能有影响。 为了满足催化剂的要求，正确的催化剂配方和选择合适的成型方法也非常重要。 选择成型方法时需要考虑许多影响因素：最重要的一个取决于成型材料的流变性能。 例如，某些材料可以形成球但不能挤压。 在基本情况下，材料不能很好地成型。 可适当改变粘结剂、润滑剂等操作条件，使不能成型的材料良好成型。 在催化剂放大制备过程中，可以在实验设备上进行对比研究，选择最佳的成型方法，获得良好的使用效果。 催化剂的不同成型方法产生不同的孔结构和粉末颗粒之间的接触点数量，直接影响催化剂的机械强度。 成型压力越高，成型品的气孔率和孔径越小，机械强度越大。 片剂成型、压延成型和挤出成型。 挤出成型的强度不如片剂成型，环状催化剂不如柱状。 9.1.3工业上常用的反应器有固定床、流化床、悬浮床和移动床四种类型。 催化剂成型颗粒的形状和尺寸一般根据制备催化剂的原料性质和工业生产中使用的反应器的要求来确定。 根据催化剂制备原料的性质和工业过程的不同要求，常用的工业催化剂一般有以下几种形状。 特点：制备方法简单，强度高，形状不规则，流动阻力不均匀，筛分小颗粒后不易使用。

圆柱形：这种形状的催化剂还包括空心圆柱形和片状催化剂。 特点：填充均匀，自由空间分布比较均匀，流体流动性能均匀，流体分布良好。 特点：填充均匀，流体阻力均匀稳定，耐磨，流动性好。 蜂窝：无毛细孔粘结剂配方，有有序的轴向通道结构。 特点：耐振动、强度高、耐热性好、气流阻力低等。 纤维状催化剂：物理性能接近同材质的颗粒催化剂，但直径小，内部空间短，可消除或减少内部扩散阻力的影响，提高表面利用率，有更好的传质效果。 对于快速反应，可以提高反应速率。 圆柱球形三叶草空心汽车内燃机的特殊工况和工作状态：突然启动、加速、停车，汽车行驶时伴随着较大的气体流量、成分、温度变化、振动和较大的排气量，需要补充汽车尾气净化器的压力除了具有一般的催化剂性能外，还必须适应以下条件：适合安装在内燃机旁边的各种条件（如压降小）、适合频繁且大的气体流量、成分和温度变化，即必须有足够的机械强度，以防止催化剂因汽车的振动和催化剂的骤冷骤热而破裂。 如果催化剂活性降低或受阻，则必须具有足够的耐高温（800-1000℃）和低温（180-200℃）活性。 它具有高活性，用量小，对应反应器尺寸小，可以方便地安装在合适的位置。 催化剂具有合适的孔结构和颗粒结构，使尾气流经时的阻力最小化。 除了CO和CxHy之外，催化剂优选是多效的。

9.2 粉末的特性 粉末：粉末颗粒的堆积，因此粉末颗粒的堆积归因于粉末。 孔结构等 9.2.1 颗粒形状对粉体的流动性、混合形式以及与流体的相互作用性能有重要影响。 下表列出了常见的粉末颗粒形状。 粉末颗粒的破碎形状。 (1)裂纹形状：这是颗粒内部或表面出现裂纹、裂纹的情况。 例子，矿石，岩石。 (2)分裂型：随着裂纹的进一步发展，颗粒将部分或大部分分裂成小颗粒。 活性炭、树脂。 (3)剥落状：表面或内部含有夹杂物的物质。 (4)变形：对象为软质树脂颗粒、粒状碳等软质材料。 当受到外力时，它们会因塑性变形而形成凸凹形状。 (5)磨损：粉末颗粒相互摩擦时，由于表面菱形磨损，形成不同尺寸的微球状粉末。 气相法和液相法转化的粉末大多为球形颗粒形状。 通过固相法转化为粉末的颗粒形状大多是不规则的。 粒度和粒度分布。 所谓粒度，是指粉末颗粒的大小，通常用粒径来表示。 粒度是粉末颗粒最基本的性质之一。 下表列出了粒径测定方法及其适用范围。 粒度分布。 由于粉体是微小聚集体，不同粒径范围的粒径组成就是粒径分布。 从数值上可分为微分型和积分型两种。 微分型又称为频数分布，积分型又称为累积分布。 粉体的填充特性。 了解粉末的填充特性对于成型时粉末的加料和补料具有实际意义。

(1)比容。 又称表观比容，是指单位质量粉末所占的体积。 公式：U=V/m。 式中：U——比容； V——粉体体积； m——分裂质量。 (2)表观密度。 也称为表观密度或堆积密度。 它是指单位体积内所含粉末的质量，是比体积的倒数。 即ρ=m/V，ρ——表观密度。 (3)孔隙率。 粉末颗粒之间的孔体积V1与粉末体积V的比率成为孔隙率或自由空间率。 ε=V1/V=1-V2/V (4) 孔隙率。 指粉末孔隙体积与摇匀固体体积的比值。 e=V1/V2。 (5)填充率。 粉末的摇动体积与粉末的本体体积之比。 g=V1/V。 式中，g为填充率。 粉末颗粒堆积结构和孔隙率粉末是由不同尺寸的颗粒组成的。 粉末的每一个颗粒都可以看作是这个堆积体的骨架。 颗粒之间有间隙。 球形颗粒堆积是最常见的情况。 粉末的摩擦特性为了表征粉末在充填和流动时与容器壁的摩擦特性，常采用摩擦角或摩擦系数来衡量粉末的这种性质。 摩擦角包括休止角、内摩擦角、壁面摩擦角和滑移角。 (1) 休息角。 也称为休止角或自然堆叠角。 将粉末放置在水平板上并自然堆放成堆。 颗粒的棱线与水平面之间的角度 φr 为休止角。 休止角分为两种：注入角和排除角。 休止角与粉末的粒径有关。 粒径越小，休止角越大。 当粉末受到振动时，流动性增大，休止角变小。 (2)内摩擦角。 也称为粉末层内的平面摩擦系数。 它是粉末颗粒层中静止颗粒层与沿静止颗粒层运动的颗粒群之间的相平衡界面之间的夹角，用φi表示。 (3)壁面摩擦角和滑移角。壁面摩擦角φw是粉末层与壁面之间摩擦力的量度。

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