Схема превращений на непористом зерне катализатора аналогична гетерогенному процессу , рассмотренному ранее. Только роль играет твердый катализатор, который не расходуется в процессе, Схему превращений представим на рис. 4.

Рис.4. Схема превращений на непористом катализаторе

Так как катализатор не расходуется и количество равно описание материального баланса может быть составлено только для А. Выделим два процесса:

Этап I – перенос вещества из потока к поверхности со скоростью ;

Этап II – каталитическая реакция на поверхности со скоростью .

Так как этапы пространственно разделены и последовательны, то . Будем считать, что на поверхности протекает изотермическая реакция первого порядка с константой скорости к, тогда

где b - коэффициент массопередачи, отсюда можно найти , которую очень трудно измерить

Приняв, что наблюдая скорость равна можно получить

Анализ уравнения (4) приводит к двум случаям:

1) , , соответственно и - наблюдаемая скорость равна скорости химической реакции при концентрации Со и лимитируется малой величиной k.

Лимитирующая стадия процесса- кинетическая.

2) лимитирующая стадия диффузионная.

При протекании на поверхности катализатора экзотермической реакции необходимо совместное решение уравнений материального и теплового баланса.

Для реакции первого порядка они имеют вид

,

где a - коэффициент теплопередачи; – тепловой эффект реакции.