Влияние - процесс - перенос - вещество
Cтраница 1
Влияние процессов переноса вещества и тепла на скорость гетерогенных каталитических реакций подробно рассмотрено в литературе. Достаточно подробно обсуждены эти вопросы и в предыдущем параграфе. [1]
Влияние процессов переноса вещества внутри ( в порах) зерен твердого материала на кинетику химических реакций ( внутренняя задача) исследовали главным образом применительно к реакциям гетерогенного катализа. [2]
Степень влияния процессов переноса вещества на скорость реакции не является неизменной характеристикой реакции, она может существенно изменяться при переходе из одной области значений параметров, таких, как темп - pa, давление и др., в другую. Твердые катализаторы газовых реакций обычно применяются в форме пористых зерен с сильно развитой внутренней поверхностью ( напр. Если диффузия в норах медленна, реакция происходит с заметной скоростью лишь в прилегающем к наружной поверхности слое зерна, толщина к-рого мала но сравнению с размером зерна. В таком случае говорят, что реакция протекает во в н у т р е н н е и диффузионной области. Известны также случаи, когда скорость реакции определяется переносом вещества к наружной поверхности катализатора или твердого тела, реагирующего с газом, это - случаи в п ешией диффузионной облает и. Ксли процессы переноса достаточно быстры по сравнению со скоростями химич. В дальнейшем будем предполагать, что гетерогенная реакция протекает в кинотич. В реакцию могут вступать частицы, адсорбированные на соседних местах поверхности. Возможна также реакция адсорбированной частицы с налетающей на нее частицей из газовой фазы. [3]
Степень влияния процессов переноса вещества на скорость реакции не является неизменной характеристикой реакции, она может существенно изменяться при переходе из одной области значений параметров, таких, как темп - pa, давление и др., в другую. Твердые катализаторы газовых реакций обычно применяются в форме пористых зерен с сильно развитой внутренней поверхностью ( напр. Если диффузия в порах медленна, реакция происходит с заметной скоростью лишь в прилегающем к наружной поверхности слое зерна, толщина к-рого мала по сравнению с размером зерна. В таком случае говорят, что реакция протекает во в н у т р е н н е н диффузионной области. Известны также случаи, когда скорость реакции определяется переносом вещества к наружной поверхности катализатора или твердого тела, реагирующего с газом, это - случаи в н е ш н о и д и ф ф у з и о н н о и области. Если процессы переноса достаточно быстры по сравнению со скоростями химич. В дальнейшем будем предполагать, что гетерогенная реакция протекает в кинетич. В реакцию могут вступать частицы, адсорбированные на соседних местах поверхности. Возможна также реакция адсорбированной частицы с налетающей на нее частицей из газовой фазы. [4]
Таким образом, влияние процессов переноса вещества в газовой фазе может существенно изменять наблюдаемые кинетические закономерности химической реакции. Особенности наблюдаемой кинетики реакций, тормозящихся диффузией в газовой фазе, как и возможности расчета влияния диффузионного торможения и характеристики истинных кинетических закономерностей, были проиллюстрированы на некоторых примерах. Принципиальное значение имеет тот факт, что, несмотря на своеобразие поведения реакций различных кинетических типов, можно выделить ряд общих особенностей и с этим разграничить предельные области: внешнедиффузионную, внутридиффу-зионную и кинетическую и соответствующие переходные области. [5]
 |
К задаче XIV-20. [6] |
Принимая во внимание влияние процессов переноса вещества и тепла на скорость процесса, пористость катализатора и продольное смешение в его слое, что можно сказать о свойствах катализатора. [7]
 |
Методика определения влияния внешней диффузии на скорость реакции. Во всех опытах поддерживаются постоянными отношение V / FAo и начальный состав реагирующей смеси. [8] |
На рис. XIV-14 графически показан экспериментальный метод изучения влияния процессов переноса вещества и тепла к наружной поверхности. Серию опытов проводят при постоянном отношении V / FAO, но при разных линейных скоростях потока одинакового исходного состава. Если сопротивление газовой пленки существенно, то степень превращения меняется с изменением скорости газового потока. Когда скорость реакции не зависит от указанного сопротивления, величина ХА остается постоянной при всех скоростях газового потока. Пределы условий, при которых влияние процессов переноса вещества и тепла становится заметным, соответствуют точке, когда степень превращения начинает уменьшаться. [9]
В литературе очень редки примеры, с помощью которых можно было бы проиллюстрировать влияние процессов переноса вещества и тепла в исследованиях, направленных на изучение химического акта. Те системы, которые можно привести в качестве примера, взяты из области гетерогенного катализа, где эти системы являются предметом более интенсивного и систематического исследования в отличие от процессов твердофазных превращений. Однако демонстрация этих примеров имеет значение и для гетерогенных реакций. [10]
Однако, поскольку для изучения указанных кинетических выражений требуется обширная исследовательская программа и в случае влияния процессов переноса вещества и тепла их иногда нужно заменять соответствующими линейными уравнениями скорости, мы рассмотрим только простые эмпирические формы кинетических выражений. Если общая скорость процесса не зависит от внешней диффузии, то скорость реакции в присутствии катализатора, можно определить непосредственно, не принимая при этом во внимание процесс диффузия в порах. [11]
В работах [68, 91-93] были определены значения полной энергии активации реакции углерода с парами воды, которые в большинстве случаев, несомненно, занижены из-за некоторого влияния процесса переноса вещества. Авторы работ [41, 43, 53, 54] определяли энергии активации для отдельных констант скоростей уравнения ( 10), но они не согласуются по своим значениям. [12]
Дело в том, что для теоретического анализа наибольший интерес представляют данные, полученные на начальном этапе реакции ( л: 0 5), когда влияние процессов переноса вещества через слой твердого продукта относительно мало, так что из кинетических данных может быть получена информация о реакционной способности вещества. В то же время именно при малых степенях превращения различия между строгими и приближенными решениями ( если последние корректны) становятся малыми. [13]
Вторая задача, от которой непосредственно зависит успех создания эффективных искусственно создаваемых нестационарных процессов - это дальнейшее развитие теоретических основ динамики гетерогенных каталитических реакторов. В нестационарных условиях гораздо сильнее, чем в стационарных, проявляется влияние процессов переноса вещества, тепла и импульса. Небольшие изменения, например, в условиях массо - и ( или) теплообмена в зернистом слое катализатора могут привести к весьма заметным изменениям избирательности, степени превращения. Поэтому для осуществления нестационарных процессов требуется глубокое и ясное понимание всех физических процессов в реакторе. Количественное знание позволяет строить простые математические модели процессов в реакторах любой производительности. Кроме того, глубокое понимание всех основных закономерностей массо - и теплопереноса в реакторах позволяет создавать условия, благоприятно влияющие на показатели каталитического процесса. Нам представляется, что поиск таких ус-ловпй эмпирически, на основе общих соображений нечасто будет приводить к заметным положительным эффектам. Особо важно отметить необходимость экспериментальных и теоретических работ по исследованию и количественному описанию поведения твердых частиц катализатора в реакторах, работающих в условиях псевдоожижения, пневмотранспорта, циркуляции частиц между реактором и регенератором. Именно в таких реакторах легче организовать условия работы при нестационарном состоянии катализатора. [14]
 |
Методика определения влияния внешней диффузии на скорость реакции. Во всех опытах поддерживаются постоянными отношение V / FAo и начальный состав реагирующей смеси. [15] |
Страницы: 1 2