Пористость диффузионная

Материальные и энергетические балансы для усовершенствованного элемента Бэкона показали, что электрохимическое окисление этана идет до двуокиси углерода ) (фиг. 148). Эти балансы были получены при температуре 205° С и давлении 28 атм в 27%-ном растворе КОН, В качестве окислителя использовался кислород. На пористом диффузионном угольном электроде, содержащем катализатор особой структуры, этан при окислении давал 13,9 электрона на 1 молекулу теоретически при окислении этана получается 14 электронов на 1 молекулу, В процентах от прореагировавшего углерода окисление на 97% идет до СОг и на 3%—до муравьиной кислоты. Никаких других продуктов обнаружено не было. [c.420]

Частицы, подвергаемые экстрагированию, весьма разнообразны по физическим свойствам (плотности, консистенции, упругости, собственной пористости, диффузионному сопротивлению и др.), форме и строению, причем эти свойства могут существенно изменяться в процессе. Велик и диапазон размеров частиц (от 10" м до 10 м). В связи с большим разнообразием физических свойств материалов, подвергающихся экстрагированию, размеров и форм частиц весьма многообразны и конструкции экстракторов. [c.188]

Последние два десятилетия характеризуются значительно большими успехами в решении проблемы топливных элементов, чем все предыдущее столетие. Так, если в 1839 г. максимальная плотность тока, отбираемая с 1 см электродов, составляла 1 ма, а в 1947 г. — 25 ма, то в 1964 г. она уже достигла 300 ма. Эти успехи связаны с применением пористых диффузионных электродов, изготовленных из каталитически высокоактивных материалов, обеспечивающих низкую электродную поляризацию. Так, например, элементы Бэкона [c.494]

Даны аналитические решения задачи о распределении концентраций реагирующих веществ и интенсивности электрохимического процесса по толщине пористого диффузионного электрода при учете электрохимической и концентрационной поляризации и омических падений напряжения для трех случаев [c.372]

Рукавные, пористые, диффузионные, адсорбционные и др. фильтры [c.224]

Число и метод расположения датчиков сигнализаторов горючих газов следует рассчитывать таким образом, чтобы полностью была перекрыта возможная зона утечек. В качестве приборов рекомендуется применять быстродействующие диффузионные сигнализаторы с датчиками, защищенными металлокерамическими пористыми огнепреградителями. Датчик такого прибора представляет собой две нити накала, намотанные на специальные подложки. Одна нить обладает высокой чувствительностью к горючим газам, что обеспечивается пропиткой ее подложки химическими составами с различными каталитическими свойствами. Подложка другой нити нечувствительна к газам. Таким образом эти нити образуют своеобразные плечи моста Уитстона, через который протекает ток небольшой силы. Током подложка нагревается до температуры каталитической реакции. Датчики для этих систем не должны реагировать на небольшие случайные количества горючего газа. [c.109]

Эффективный коэффициент диффузии позволяет описывать пористое зерно как гипотетическую псевдогомогенную систему, в поперечном сечении которой диффузионный поток одинаков и характеризуется значением [c.285]

Диффузию в пористом катализаторе и реакцию на его внутренней поверхности рассмотрим на примере круглого зерна радиусом Но в изотермических условиях. Предположив, что диффузия проходит в соответствии с кнудсеновским механизмом, диффузионный [c.285]

Внешняя диффузионная область. В этом случае концентрация реагирующих веществ даже на поверхности пористого тела, а тем более внутри пор гораздо меньше, чем в объеме. Кинетика процесса при этом подчиняется уравнениям диффузии, [c.315]

Изотермический перенос влаги в капиллярно-пористых системах в общем случае представляет собой течение дисперсионной среды в виде капиллярной или пленочной влаги в промежутках и по поверхности частиц материала под действием градиента потенциала влаги. Диффузионная подвижность поровых растворов в пределах зоны действия поверхностных сил значительно меньше, чем в объеме. Снижение содержания связанной влаги в [c.74]

Зельдович рассматривает предельный случай — слой бесконечной толщины. Поверхность пористого тела может при этом считаться плоской, а диффузионный перенос массы — происходящим перпендикулярно поверхности. Уравнение (1,238) принимает в этом случае вид [c.97]

Проницаемость и селективность пористых сорбционно-диффузионных мембран...........58 [c.3]

I, I — коэффициенты сопротивления эффузионному, фильтрационному и диффузионному потокам в пористой мембране [c.9]

Состав смеси меняется по степенному или экспоненциальному закону в диффузионных пограничных слоях напорного и дренажного каналов, примерно линейно — в мембране и пористой подложке и скачкообразно — на поверхности раздела. Каждую из областей можно рассматривать как открытую неравновесную подсистему, а мембранный элемент в целом — как открытую систему, состоящую из четырех подсистем, разграниченных поверхностями раздела. На основе представлений о локальном термодинамическом равновесии концентрации компонентов на границах раздела подсистем находят из условия равенства химических потенциалов этих компонентов в каждой из сопрягающихся подсистем. Газовые смеси в напорном и дренажном каналах представляют однородные объемные фазы, поэтому химический потенциал каждого из п компонентов газовой смеси зависит только от давления, температуры и состава смеси [c.11]

Термодинамические и кинетические представления о процессе проницания газов через мембраны опираются прежде всего на понятия о формах энергетического взаимодействия проникающих газов с матрицей и о механизме массопереноса. Оба критерия позволяют провести довольно детальную классификацию газоразделительных мембран, однако целесообразно ограничиться главными признаками. Все мембраны в зависимости от возможности фазового массопереноса можно разделить на две группы —с пористой и сплошной матрицей. По энергетическому критерию можно выделить четыре типа мембранных систем пористые газодиффузионные и сорбционно-диффузионные, непористые сорбционно-диффузионные и реакционно-диффузионные. [c.13]

Потенциал характеризует работу перемещения единицы массы компонента из объемной газовой фазы в поле действия сил материала мембраны градиент этой величины определяет движущую силу массопереноса. В пористых сорбционно-диффузионных мембранах заметное влияние оказывают адсорбционный и капиллярный потенциалы, в непористых — парциальный химический потенциал и химическое сродство. [c.14]

Сопряжение процессов характерно также для пористых сорбционно-диффузионных мембран, где сосуществуют взаимосвязанные процессы фазового переноса, сорбции и поверхностной диффузии. [c.16]

Матрицы пористых мембран представляют собой пористые среды, структурными свойствами которых обусловлен процесс разделения газовой смеси. При этом в газодиффузионных мембранах влияние матрицы ограничено в основном объемом пор и функцией распределения пор по размерам. В мембранах сорбционно-диффузионного типа, кроме того, существенно энергетическое взаимодействие компонентов газовой смеси и матрицы, количественно определяемое адсорбционным и капиллярным потенциалами. [c.38]

ПРОНИЦАЕМОСТЬ И СЕЛЕКТИВНОСТЬ ПОРИСТЫХ СОРБЦИОННО-ДИФФУЗИОННЫХ МЕМБРАН [c.58]

Таблица 2.2. Параметры сорбционно-диффузионного переноса в пористом стекле Викор [17] для различных газов

Влияние поверхностного потока на процесс разделения определяется избирательностью сорбционного процесса, и, как показано выше, в основном противоположно эффекту разделения за счет эффузии. При сорбции газа поверхностная концентрация компонентов с большей молекулярной массой заметно больше, что влечет уменьшение a ij и даже изменение результата процесса состав проникшего потока обогащается газами с большей молекулярной массой. По-существу, практически почти всегда имеют дело с сорбционно-диффузионными мембранами, поскольку даже для гелия Тс Т) доля поверхностного потока, по данным [3], достигает 13—25%. Газодиффузионный механизм переноса в пористых мембранах является определяющим для легких газов при низких давлениях Р РуС и высоких температурах Т>Тс- Разделение смесей паров углеводородов и других веществ с большой молекулярной массой всегда сопряжено с поверхностными явлениями, вклад которых в общий перенос массы соизмерим с диффузионным [3, 16]. [c.65]

Селективность процесса разделения бинарной смеси в пористых сорбционно-диффузионных мембранах, определяемую в первом приближении идеальным фактором разделения, можно исследовать на основе уравнения проницаемости (2.63) с привлечением соотношений (2.38), (2.53), (2.66) и (2.68), связывающих феноменологические характеристики О,", Di и a ij с молекулярными параметрами газов (Ми ац, е,-, ). Очевидно, увеличение молекулярных размеров и параметров парного [c.65]

В ГЛ. I уже обращалось внимание на сопряженный характер процессов переноса массы в пористых сорбционно-диффузион- [c.67]

Скорость массопереноса, характеризуемая коэффициентами диффузии газов в конденсированных средах, невелика и обычно на несколько порядков меньше, чем в объемной газовой фазе или при свободномолекулярном течении. Поэтому для получения мембран удовлетворительной проницаемости стремятся уменьшить толщину плотного слоя, который принято называть селективным или диффузионным. Наиболее перспективны асимметричные и двухслойные мембраны, протяженность селективного слоя которых порядка м. Механическая прочность и другие технологические свойства мембраны обеспечены пористым слоем подложки толщиной 30—500 мкм, диффузионное сопротивление которого незначительно. [c.71]

Массообмен в напорном и дренажном каналах определяется конвекцией и диффузией. Структура потоков в этих каналах может приближаться к предельным моделям идеального вытеснения или смешения чаще же она представляет более сложную модель, учитывающую влияние продольного и поперечного перемешивания. Массоперенос в мембране определяется типом мембраны (см. гл. 1) и может быть только диффузионным или же диффузионным и фазовым одновременно, как в пористых мембранах и пористой основе асимметричных мембран. [c.157]

I — амальгаматор 2 — теплообменннк 3 — металлический анод с пленкой амальгамы 4 — пористый диффузионный кислородный электрод 5 — насос. [c.96]

Отличительные признаки протекания процесса во внутридиф-фузионной области скорость процесса не зависит от скорости потока жидкости относительно растворяемого тела, но существенно зависит от его пористости диффузионное сопротивление растет со временем, так как растет толщина слоя твердого продукта реакции и увеличивается путь диффузии. Помимо того, при малых степенях превращения количество прореагировавшего вещества пропорционально корню квадратному из времени. Так же как в случае внешнедиффузионной области, скорость процесса мало зависит от температуры. Энергия активации составляет 8— 21 кДж/моль. [c.29]

Пористые диффузионные электроды, о которых упоминалось выше, обычно изменяют кинетику всего электродного процесса. При применении этих электродов наблюдается снижение концентрации вблизи обычного электрода, вызванное медленным транспортом массы и происходящей в результате этого концентрационной поляризацией. Кроме того, пористая структура электрода лрепятствует продвижению газа вдоль поры, и поэтому течение электрохимической реакции меняется. Вопросы диффузии в порах и реакционной способности уже рассматривались в разд. 4.5. В случае диффузионных электродов могут применяться такие же методы, поскольку и здесь проблема в основном заключается в том, что диффузия сопровождается химической реакцией первого порядка [176]. В результате такого анализа было сделано два важных вывода. Первый вывод состоит в том, что поляризация на пористом электроде происходит в два раза быстрее, чем на непористом электроде плотность тока при этом сохраняется. Это обусловлено тем обстоятельством, что угол наклона в уравнении Тафеля вдвое больше, чем в случае непористого электрода (ср. влияние транспорта массы на энергию активации изотермической реакции в порах, см. гл. 4). Второй вывод заключается в том, что высокие плотности тока могут быть получены в результате увеличения площади поверхности, доступной для электрохимической реакции. [c.379]

Получение электродов с заданными токовыми характеристиками и уменье управлять их работой является потребностью практики необходим полный учет всех факторов, влияющих на протекание указанных выше стадий процесса, что представляет собой трудную задачу. В связи с этим рядом авторов [1—3] почти одновременно были начаты исследования по изучению процессов токообразования на полупогруженных электродах простейшей геометрической формы, при этом было предположено, что результаты исследований могут явиться основой для более полного понимания процессов токообразования в пористых диффузионных электродах. [c.76]

Пбровая характеристика необходима для представлений о диффузионных процессах, протекающих внутри объема частнц катализаторов. От пористости частиц, размеров и формы внутренних пор в значительной степени зависит их доступность реагирующим молекулам сырья и продуктам реакции. [c.94]

В изложенной выше теории равновесной хроматографии были рассмотрг-ны только те искажения хроматографической полосы (обострение фронта и растягивание тыла или наоборот), которые вызывались отклонениями изотермы распределения (адсорбции или растворения, от закона Генри. Но даже и при соблюдении закона Генри хроматографическая полоса при движении вдоль колонки должна размываться. Это происходит вследствие продольной диффузии (вдоль и навстречу потока газа) молекул компонентов газовой смеси, переноса и диффузии их вокруг зерен насадки, а также диффузии в поры (так называемой внутренней диффузии). Кроме этого, молекулы компонента смеси, попап-шие в неподвижную фазу, должны отставать от его молекул, переносимых в потоке газа, вследствие конечной скорости адсорбции и десорбции на твердой или жидкой иоверхности, наличия поверхностной диффузии (вдоль поверхности), а в случае газо-жидкостной хроматографии еще и вследствие диффузии (поперечной и продольной) внутри неподвижной жидкой пленки, а также ввиду адсорбции и десорбции на носителе неподвижной жидкости. Все эти разнообразные диффузионные и кинетические явления приводят к тому, что в отношении элементарных процессов удерживания в неподвижной фазе и возвращения в движущийся газ-носитель разные молекулы данного компонента окажутся п разных условиях и, следовательно, будут перемещаться вдоль колонки с разными скоростями, что неизбежно приведет к размыванию хроматографической полосы—к снижению и расширению пика. Уже одно перечисление причин размывания хроматографической полосы показывает, насколько сложны диффузионные и кинетические процессы в колонке. Учитывая некоторую неопределенность геометрии колонок, по крайней мере колонок с набивкой (колебания в форме и размерах зерен, в их пористости и упаковке, в толщине пленки неподвижной жидкости, в доступности ее поверхности или поверхности адсорбента в порах, можно оценить влияние диффузионных и кинетических факторов на форму хроматографической полосы лишь весьма приближенно. Однако даже такая приближенная теория очень полезна, так как она позволяет выяснить хотя бы относительную роль различных диффузионных и кинетических факторов, влияющих на размывание, и указать тем самым пути ослабления этого влияния. [c.575]

Внутренняя диффузионная область. При таком режиме процесса концентрации реагирующих веществ у внешней поверхности пористого катализатора весьма близки к концентрациям их в объеме, концентрации же в порах уменьшаются от наружной поверхности зерен пористого катализатор а к их центру, а когщентрации продуктов реакции соответственно возрастают. Кинетика процесса при этом зависит от соотношения внешней и внутренней поверхности если они соизмеримы, то кинетика реакции соответствует п-ромежуточной области. [c.315]

Диффузионный перенос массы играет важную роль в зернистых слоях, состоящих из пористых зерен катализатора. В этом случае диффузия происходит сквозь пограничный слой, окружающий поверхность зерна, и далее — вглубь пор. Само собой разумеется, что диффузионный перенос массы происходит и в противополон<-ном направлении. Диффузия в порах зависит от их формы и размера. [c.96]

При беспорядочном расположении пор средняя площадь их постоянна для любого сечения и идентична пористости катализатора 8. Тогда если поры представляют собой систему цилиндрических каналов, расположенных цараллельно направлению диффузии, то диффузионный поток, отнесенный к единице площади поперечного сечения твердого пористого тела, будет составлять долю 8 от общего потока, наблюдающегося в аналогичных условиях, но в отсутствии твердого тела. При этом молекулы в пористом теле диффундируют не по прямым, а цо извилистым траекториям, длина которых в реальных порах больше, чем расстояние I отсчитанное по прямой в направлении диффузии. Для учета увеличения длины пути из-за криво линейности вводится так называе- [c.153]

При одновременном протекании в пористом зерне катализатора тшических реакций и процессов массо- и теплопереноса в нем возникают градиенты температур и концентраций, т. е. концентрации реагентов и температура смеси изменяются по глубине зерна и отличаются от их значений на поверхности. Скорость же превращения в аппарате обычно определяют при значениях переменных на поверхности катализатора. А для учета внутри-диффузионных эффектов вводится вспомогательная функция т], которая носит название фактора эффективности, или степени использования внутренней поверхности зерна катализатора, и определяется отношением [c.158]

Диффузионный путь любой протяженности изображается набором стандартных диффузионных топологических единиц (см. рис. 5.7), где Т — нсевдоэнергетический транспортный элемент, характеризующий скорость диффузии. Пусть г— радиус пористого зерна катализатора, разобьем его на N шаровых слоев толщиной гШ, причем разбиение не обязательно равномерно. Пусть выполняются условия квазигомогенностиу пористой среды и изо-термичностп процесса. В этом простейшем случае диаграмма взаимосвязи каталитической реакции и диффузии в шаровом слое зерна катализатора примет вид, изображенный на рис. 5.8. [c.227]

Рассмотрим диффузионные процессы, осложненные появлением конденсированной фазы разделяемой смеси. В пористых сорбционно-диффузионных мембранах нельзя пренебречь энергией спязи компонентов смеси с матрицей, характеризуемой энтальпией адсорбции АЯ и потенциалом На поверхности пор мембран возникает адсорбированный слой, который, согласно потенциальной теории [1, 2] можно рассматривать как конденсированную фазу в поле сил, определяемых адсорбционным и капиллярным потенциалами. Допуская локальное равновесие между объемной и сорбированной фазами для каждого сечения капилляра, можно считать, что в сорбированной пленке вдоль оси 2 существует градиент концентрации, обусловленный неравномерностью состава в объемной газовой фазе. Миграцию компонентов смеси вследствие градиента концентрации в пленке принято называть поверхностной диффузией. [c.59]

Определение интегрального коэффициента проницаемости асимметричных мембран замет о усложняется. Это обусловлено анизотропностью структуры пористой подложки и неопределенностью границы диффузионного слоя (фактически имеется не граница, а область перехода от сплошной матрицы мембраны к пористой). Расчет скорости массопереноса пористых сред анизотропной структуры основан на использовании дифференциальных функций распределения пор, зависящих от координаты [9]. Экспериментальная оценка этих функций трудоемка и ненадежна, поэтому опытные значения Л асимметричных мембран часто относят к условной толщине селективного слоя, полагая сопротивление массопереносу пористой основы пренеб- [c.84]

А и в — напорный и дренажный каналы мембраниого элемента / и 2 — диффузионный н пористый слой мембраны С и — концентрации компонента газовой смеси в напорном и дренажном каналах и — концентрации проникающего газа в матрице мембраны С и — коицевтрацин компонента в каналах подложки [c.85]

Полупроницаемые мембраны могут быть пористыми и непористыми. Непористые полимерные мембраны являются квазигомо-генными гелями, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия). Поэтому такие мембраны часто называют диффузионными. Скорость, с которой проходят через мембрану отдельные компоненты. [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология