Скорость - перенос - реагирующее вещество
Cтраница 1
Скорость переноса реагирующих веществ из газового потока к поверхности катализатора зависит от характера движения газа в каналах, образуемых зернами катализатора. [1]
Скорость переноса реагирующих веществ к внутренней поверхности зерен контакта существенно сказывается на течении большинства промышленных контактных процессов. В середине зерен катализатора скорость реакции значительно, иногда в несколько раз, ниже, чем на внешней поверхности. [2]
Наблюдаемая скорость реакции определяется скоростью переноса реагирующих веществ к наружной поверхности катализатора. [3]
Скорость реакции определяется лишь скоростью переноса реагирующего вещества к поверхности частицы и может быть увеличена только при изменении гидродинамического режима. Это связано с тем, что процессы обмена между газовым потоком и внешней поверхностью частиц материала определяются не только диффузией, но и конвекцией. С развитием турбулентности потока влияние конвективной составляющей растет, и диффузионный перенос преобладает лишь в сравнительно тонкой ламинарной пленке газа у поверхности частиц. Несмотря на небольшую толщину этой пленки, диффузия в пограничном слое протекает значительно медленнее конвекции вещества; поэтому общая скорость переноса вещества в основном лимитируется диффузией, хотя падение концентраций может происходить и в турбулентной зоне. [4]
Неудивительно, поэтому, что скорость переноса реагирующих веществ внутри пор, пронизывающих зерна контакта, оказывает существенное влияние на протекание большинства контактных процессов. К сожалению, мы не располагаем пока данными о структуре большинства промышленных катализаторов. Опубликованные в последнее время исследования структуры не сопоставляются с каталитической активностью, а иногда даже совсем неуказываются состав катализатора9 и область его применения. Подробно исследованы катализаторы синтеза аммиака. По данным Эмметта и Брунауера10, поверхность железного катализатора, промотированного окисями алюминия и калия, составляет 6.5 - 104 см2 / см3, что в случае однородной структуры соответствует диаметру капилляров около 10 - s см. Внутренняя поверхность силикагелей достигает 5 - 10е см2 / см3, и преобладающий диаметр пор лежит в интервале 10 - 6 - 10 - 7 см. Некоторые сорта содержат также значительное число и крупных пор. [5]
В связи с этим формула Ильковича непосредстзенно не применима к реакциям, скорости которых сравнимы со скоростями переноса реагирующих веществ. [6]
В предыдущей главе обсуждались проблемы, связанные с протеканием электродных процессов, скррость которых контролируется только скоростью переноса реагирующего вещества. Краевые условия, необходимые для решения уравнений массопереноса, формулировались двояко: 1) концентрация деполяризатора на поверхности электрода равна нулю при достаточно отрицательном потенциале электрода; 2) концентрация деполяризатора на поверхности электрода может принимать значения от 0 до CQX, а отношение концентраций окисленной и восстановленной форм связано с потенциалом электрода уравнением Нернста. [7]
Расчет ведем при условии, что реакция на поверхности катализатора протекает быстро и поэтому скорость процесса определяется скоростью переноса реагирующих веществ к поверхности. [8]
Задача установления истинного порядка реакций углерода с газами осложняется, если на скорость газификации влияет торможение продуктами реакции и скорость переноса реагирующих веществ к поверхности твердого тела. Торможение продуктами реакции может приводить к более низким порядкам реакции, в то время как торможение, обусловленное переносом, повышает или понижает кажущийся порядок в зависимости от истинного порядка реакции и природы фактора, регулирующего процесс переноса вещества. В разделах V и VI эти усложняющие факторы будут обсуждены более подробно. Остальная часть этого раздела посвящена исследованиям порядка реакций углерода с газами. [9]
Важно установить условия реагирования, при которых скорость суммарного процесса зависит либо только от скорости химической реакции, либо только от скорости переноса реагирующих веществ, либо определяется тем и другим. В зависимости от влияния этих факторов на суммарную скорость процесса принято делить процесс гетерогенного реагирования на ра. Практическое определение границ областей реагирования тесно связано с анализом характера и интенсивности процесса и осуществляется посредством установления концентрации реагирующего газа на реакционной поверхности. Граница чисто кинетической области может быть определена экспериментально при исследовании процесса реагирования углерода с газами с применением углеродных частиц различных размеров. Если скорость процесса не зависит от размера углеродных частиц, то процесс протекает в чисто кинетической области. [10]
Большинство промышленных катализаторов состоит из пористых зерен с развитой внутренней поверхностью, обычно в десятки тысяч раз превышающей внешнюю поверхность, непосредственно омываемую газовым потоком. Скорость переноса реагирующих веществ к этой внутренней поверхности оказывает поэтому особенно большое влияние на протекание контактных процессов. [11]
Поэтому скорость переноса реагирующих веществ к внутренней поверхности оказывает большое влияние на протекание контактного процесса. [12]
Для успешности гетерогенных процессов первостепенное значение имеют величина поверхности контактирования и скорость переноса реагирующих веществ и тепла к этой поверхности и от нее. [14]
В случае высоких концентраций реагирующих веществ увеличение скорости реакции, благодаря повышению температуры поверхности катализатора, может превысить уменьшение скорости, связанное с увеличением степени превращения у поверхности. В результате, в достаточно концентрированных газовых смесях обнаруживается парадоксальное явление-рост скорости реакции при уменьшении скорости переноса реагирующих веществ из газового потока к поверхности катализатора. [15]
Страницы: 1 2