ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные понятия о катализе газов из "Катализ в кипящем слое" Суммарная скорость процесса может определяться одной из стадий, проходящей наиболее медленно или совокупностью ряда стадий. Процессы относятся к области внешней диффузии, если наиболее медленны стадии 1 или 5, к области внутренней диффузии, когда лимитируют стадии 2 или 4, и к кинетической области, если общая скорость процесса определяется скоростями хшлических стадий его. [c.53] Массообмен в кипящем слое сильно отличается от массообмена в неподвижном слое вследствие использования мелких зерен, нере-мешивания их и, особенно, перемешивания газов. [c.53] Основные особенности внешнедиффузионного массопереноса в кипящем слое обусловлены развитой внешней поверхностью зерен катализатора и интенсивным перемешиванием фаз. [c.53] Вычисление внещней поверхности зерен округлой формы затруднения не вызывает. Для определения поверхности зерен неправильной формы требуется знание фактора формы. [c.53] Отношение - = к называется коэффициентом массопередачи. [c.54] В области внутренней диффузии наличие течения реагирующих газов и продуктов реакции в норах катализатора обусловлено перепадом концентраций и этих газов на концах поры. Сопротивление поры потоку газа зависит от геометрических размеров ее йот режима течения газа. При нормальном течении, когда длина свободного пробега молекул газа мала по сравнению с поперечными размерами поры, определяющим фактором для сопротивления является внутреннее трение газа если же длина свободного пробега молекул значительно больше поперечного размера поры,, роль внутреннего трения постепенно снижается, а определяющим фактором для сопротивления при стесненном движении молекул становится число соударений их со стенками поры. [c.55] Вследствие протекания химической реакции во всей массе зерна, внутри зерна катализатора создается градиент концентраций. При этом эффективность работы катализатора ниже той, которая была бы достижима при равнодоступной внутренней поверхности. Перенос вещества внутри пор катализатора обусловливается внутренней структурой последнего, а также молекулярно-кинетическими свойствами газов (размером, скоростью, длиной свободного пробега молекул и т. д.). [c.56] Одномерный диффузионный поток реагирующего газа в цилиндрической поре плоского зерна катализатора изображен на рис. 35. [c.56] На рис. 36 приведена зависимость С/Со от г Ь, рассчитанная по формуле (11.42) [29]. Из рис. 35 идно, что концентрация реагента по мере углубления внутрь поры спадает тем быстрее, чем меньше величина Ь, которая является в данном процессе естественным масштабом длины. Из уравнения (11.41) видно, что безразмерный параметр Ь возрастает с увеличением г т/1 уменьшением к. [c.57] При п 1 концентрация реагента нигде не становится равной нулю, асимптотически приближаясь к нему при 2 - оо. [c.58] При L п, т. е. при малых zIL [уравнение (11.43)], концентрация в объеме поры равна концентрации реагента на входе в пору Реакция протекает во внутрикинетической области. [c.59] При L d реакция протекает настолько быстрее диффузии, что реагент полностью превращается на малом расстоянии от внешней поверхности. Концентрация реагента в объеме норы становится равной нулю. [c.59] Работают только ус ья пор. Активная поверхность равна наружной поверхности зерна. Реакция протекает во внешнекинетической области. [c.59] Важной практической характеристикой работы пористого катализатора является степень использования внутренней поверхности т]. В общем случае этот параметр является функцией многих. переменных (формы п размера зерна, размера и степени однородности пор, природы реагентов, температуры, давления, концентрации реагентов и т. д.). [c.59] Вычисление показывает, что они близки друг к другу для зерен различной формы (пластины, цилиндра, шара) (рис. 37), принимая при вычислении гидравлический радиус зерна. [c.60] Для реакций первого пЬрядка (и = 1) при зернах различной формы и r/Z . 4 с точностью до 3% можно принять т] = Ыг. [c.60] Вернуться к основной статье