Пористое зерно - катализатор
Cтраница 2
Предположим, что температура постоянна по всему объему пористого зерна катализатора. Структура пор зерна очень сложна и может быть описана только статистически. Поры - это извилистые пересекающиеся ходы различного размера. [16]
Вторым этапом является создание модели процесса на одном пористом зерне катализатора. В этой модели учитывается перенос вещества и тепла внутри зерен катализатора во время протекания химической реакции. Связь с первым уровнем описываются уравнениями материального и теплового балансов. [17]
Переходом к нестационарной задаче уравнения, описывающие процесс в пористом зерне катализатора [ уравнение ( 12), табл. 3.2 ], также сводим к системе вида (3.51), и предлагаемый ниже метод применим для решения внутридиффузионной задачи. [18]
Рассмотрим теперь задачу о тепловом режиме экзотермической реакции в пористом зерне катализатора. Газ диффундирует в глубь зерна, одновременно реагируя. Выделяющееся при проведении реакции тепло отводится за счет теплопроводности из глубины зерна к его поверхности. [19]
Второй уровень модели реактора - математическое описание процессов на одном пористом зерне катализатора - включает в себя как составную часть модель нестационарных процессов на внутренней поверхности катализатора с учетом воздействия реакционной среды на состав, структуру и свойства катализатора. [20]
Диффузионный перенос массы играет важную роль в зернистых слоях, состоящих из пористых зерен катализатора. В этом случае диффузия происходит сквозь пограничный слой, окружающий поверхность зерна, и далее - вглубь пор. Само собой разумеется, что диффузионный перенос массы происходит и в противоположном направлении. Диффузия в порах зависит от их формы и размера. [21]
 |
Структура знаковой модели агрегата и реактора с неподвижным. [22] |
Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части указанной модели представляют собой стадии переноса вещества и тепла внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. Связи между стадиями описываются уравнениями материального и теплового балансов. [23]
 |
Структурная схема математической модели пористого зерна катализатора. [24] |
На рис. 5.2 представлена схема второго уровня математической модели реактора - модель явлений, происходящих на пористом зерне катализатора. Входными характеристиками блока являются вектор концентраций Свх и температура ГВх в свободном объеме слоя, а выходными - вектор потоков различных ком. Модель состоит из трех взаимосвязанных частей ( обведены пунктиром): / - элемент массоемкости; / / - элемент теплоемкости; III - кинетическая модель, представляющая первый уровень модели реактора в целом. [25]
Система уравнений (2.58) с граничными условиями ( 2.2 - 2.3) позволяет рассчитать распределение концентраций в пористом зерне катализатора. [26]
Обоснование представления сложной пористой структуры катализатора в виде сплошной ( квазигомогенной) среды позволяет перейти к построению математической модели процесса в пористом зерне катализатора. Торцевые стороны пластинки запечатаны, так что реагент проникает внутрь катализатора только через боковые грани площадью S каждая. Реагенты диффундируют внутрь пористой пластинки и в ней реагируют, вследствие чего их концентрация уменьшается к центру, как показано в нижней части рис. 4.26. Учитывая симметричность процесса, его математическую модель строим только для одной половины плоского зерна. [27]
Обоснование представления сложной пористой структуры катализатора в виде сплошной ( квазигомогенной) среды позволяет перейти к построению математической модели процесса в пористом зерне катализатора. Рассматриваем процесс при интенсивном внешнем переносе, когда последним можно пренебречь. Торцевые стороны пластинки запечатаны, так что реагент проникает внутрь катализатора только через боковые грани площадью S каждая. Реагенты диффундируют внутрь пористой пластинки и в ней реагируют. Концентрация их уменьшается к центру, как показано в нижней части рис. 2.32. Учитывая симметричность процесса, его математическую модель строим только для одной половины плоского зерна. [28]
Таким образом, при переходе в кнудсеновскую область дальнейшее утоньшение пор при сохранении постоянной пористости Е уже не приводит к ускорению процесса на пористом зерне катализатора, так как увеличение внутренней поверхности при переходе к зернам с более мелкими порами компенсируется затруднением диффузии реагентов в узких порах. Мера проникновения реакции внутрь зерна / в кнудсеновской области пропорциональна а0 и уменьшается с утоньшением пор. [29]
При этом, если 2 достаточно мал по сравнению с D, диффузия вещества из объема через прилегающий к зернам ламинарный слой газа еще не лимитирует процесс, и на внешней поверхности пористых зерен катализатора реакция осуществляется как на массивных непористых кусках. Искажение кинетики диффузионными факторами не ощущается, процесс протекает во внешней кинетической области. Однако следуез отметить, что на пористых контактах практически она редко реализуется. [30]
Страницы: 1 2 3 4