ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм гетерогенно-каталитических реакций из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов Изд.2" В общем виде процесс можно представить следующим образом. [c.173] В пористых катализатарах, чаще всего применяемых в гетерогенном катализе, реагенты для достижения активной поверхности должны продиффундировать сквозь поры капилляра внутрь зерна и адсорбироваться на его внутренней поверхности. Химическая реакция протекает во всем объеме зерна и внутри него создается градиент концентраций и температур. При большой скорости реакции процесс лимитируется диффузионным потоком реагентов. В этом случае говорят о внутрпдиффузионном торможении процесса. [c.174] Таким образом, каталитический процесс развивается в несколько стадий. Та из них, которая в данных условиях протекает с наименьшей скоростью, будет лимитировать весь процесс и определять его скорость. [c.174] Соотношение между относительным влиянием диффузии и химического превращения во многом зависит от температуры. С ее повышением константа скорости растет быстрее коэффициента диффузии. Поэтому весь процесс начинает лимитироваться диффузией при достаточно высокой температуре. [c.174] Учитывая большую скорость гетерогенных каталитических реакций, мол но сказать, что перенос вещества к поверхности раздела фаз превращается в основной фактор скорости процесса. Скорость переноса вещества тормозит реакцию. С другой стороны, наличие химической реакции ускоряет массоперенос, так как снижает концентрацию реагента на поверхности катализатора. [c.175] При проникновении вещества в норы реакция протекает с большей скоростью, чем на поверхности зерна. [c.175] На рис. VHI-1 дана характеристнческ-ая диаграмма реакций между газами и твердыми телами. Она показывает влияние физического проникновения реагентов в поры зерна на скорость реакции. [c.175] Изучение диаграммы позволяет сделать следующие заключения. [c.176] Диаграмма на рис. VHI-l показывает, как в зависимости от температуры протекание гетерогенной реакции мемеду газами и твердыми пористыми телами связано, с одной стороны, с численным значением константы скорости реакции и коэффициента диффузии, а с другой — с величинами, характеризующими строение вещества. [c.176] Числовые значения коэффициентов молекулярной диффузии через пограничный слой или в порах большого размера находят обычным способом (вычислением или в справочииках). [c.176] Реакторы могут работать в следующих режимах 1) изотермическом 2) адиабатическом 3) пеизотермическом и неадиабатическом, при котором отводится только определенная часть тепла реакции. В изотермическом процессе постоянство констант скоростей реакции и равновесия облегчает расчет. В процессе адиабатическом расчет усложняется, если неизвестна зависимость констант от температуры. Наиболее трудным является расчет неизотермических и неадиабатических процессов. [c.177] Вернуться к основной статье