3 Katalytische Performance der Mo/V(/W)-Mischoxide - tuprints

werden kann.[Dro2002] VL ergibt sich aus dem Katalysatorvolumen VK und der Porosität
εS einer Schüttung mit dem Volumen VSchütt nach Gl. 5-7:
S
VL = ε S ⋅VSchütt
= ⋅
1−
ε S
Dabei ist εS der Anteil des Leerraumvolumens (VL) am Gesamtvolumen (VSchütt) der
Schüttung:
ε =
L
S
VSchütt
ε
V
K
Die Verwendung des Leerraumvolumens als Bezugsgröße ermöglicht es, direkt mit den
bekannten Anfangskonzentrationen für Gasphasen-Komponenten zu rechnen, d. h. die
Konzentrationen in der Gasphase müssen nicht auf andere Bezugsvolumina umgerechnet
werden. Dabei ist wie schon bei der Auswertung der TP-Reaktionsmessungen (Kapitel
3.4.1) zu beachten, dass der Gesamtvolumenstrom durch Stoffmengenänderungen
während der Reaktion beeinflusst wird. Bei den Isotopenexperimenten werden zwar
Umsätze bis ca. 80 % (Mo8V2W1Ox) erreicht, aus den unter diesen Bedingungen
gemessenen Volumenanteilen der Reaktionsprodukte ergibt sich nach Gl. 3-15 (S. 36)
allerdings eine Volumenvergrößerung von lediglich 1,5 %. Deshalb kann in guter
Näherung Volumenbeständigkeit und damit eine über die Schüttung konstante
Strömungsgeschwindigkeit w angenommen werden.
Für am Katalysator auftretende Spezies (z. B. Aktivzentren oder Adsorbate) bzw. den
Katalysator selbst ist im Gegensatz zu den gasförmigen Reaktanten die Verweilzeit als
unbegrenzt (τ → ∞) anzusetzen. Damit ist für diese Spezies der Konvektionsterm in der
Stoffbilanzgleichung gleich Null. Die zugehörigen Konzentrationen ergeben sich nach Gl.
5-9 aus ihrer Stoffmenge bezogen auf das Leerraumvolumen der Katalysatorschüttung:
c
i =
V
ni
V
L
Wie diese Stoffmengen ermittelt werden können, wird in Kapitel 5.2.6 und 5.2.7 näher
erläutert.
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