Cтраница 4
При высоких температурах, когда скорость химического процесса будет большой, а скорость диффузии возрастет при этом незначительно, доставка веществ к внутренней поверхности не будет обеспечена и каталитический процесс из внутренней области будет выведен и сосредоточен на внешней. 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 следует отметить, что на пористых контактах практически она редко реализуется. [46]
Каждый из упомянутых методов имеет преимущества и недостатки. Вместе с тем возникают два вопроса - дают ли разные методы одинаковые результаты измерения Оэф, и какие методы измерения Оэф позволяют предсказать скорость химического процесса в пористом зерне катализатора. [47]
Число частиц или отдельных образований в зерне катализатора, образующих его пористую структуру, достигает 106 - 109, и поэтому к построению модели процесса в нем возможен статистический подход. В этом случае пористое зерно катализатора, являющееся неоднородной гетерогенной системой, представляют как однородную сплошную среду, а перенос компонентов в нем - результат диффузии с эффективным коэффициентом Дф. Реакция протекает во всем объеме. [48]
Первым уровнем построения знаковой модели процесса является кинетика реакции. Здесь будем считать, что известна зависи - мость скорости химического превращения от состава реакционной смеси на поверхности и температуры. Рассмотрим второй уровень - процесс в пористом зерне катализатора. [49]
Первый этап моделирования состоит в выявлении и описании структуры реактора ( выделение. Первым таким уровнем служит кинетическая модель процесса ( см. гл. Вторым уровнем для реактора с неподвижным слоем является модель процесса на одном пористом зерне катализатора. Составные части этой модели представляют собой стадии массо - и теплопереноса внутри зерен катализатора и химического превращения на активной поверхности. [50]
Поскольку эти значения неизвестны заранее, величины Ч 0 и 6 0, как и другие параметры, которые могут входить в выражение для / ( с, Э), не являются характерными параметрами рассматриваемого процесса. Преимущество такого выбора безразмерных переменных заключается, однако, в том, что в дальнейшем можно воспользоваться результатами исследования хорошо изученной задачи расчета экзотермической реакции на пористом зерне катализатора при фиксированных значениях концентрации и температуры на внешней поверхности зерна. Нетрудно видеть, что W 0 и в о являются характерными параметрами этой задачи. [51]