Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Массопередача к внешней поверхности

    В действительности, однако, вопрос об устойчивости адиабатического слоя более сложен. Если он представляет собой неподвижный слой катализатора и существует заметное сопротивление внешней массопередаче к поверхности зерен катализатора, то возникают новые проблемы устойчивости, так как каждое зерно может работать в высокотемпературном или низкотемпературном режиме. При некоторых условиях стационарный режим слоя зависит от начального состояния при пуске реактора. Этот вопрос исследован Амундсоном и Лю (см. библиографию на стр. 252), но подробное его изложение выходит за рамки настоящей книги. [c.249]


    Хигби [227] усовершенствовал пленочную теорию, предложив модель массопередачи, согласно которой при обтекании газового пузыря набегающим потоком внешняя поверхность пленки приходит в соприкосновение со все новыми ненасыщенными участками потока. Поверхность как бы обновляется. Непрерывный процесс обновления Хигби заменил ступенчатым, назвав временной интервал между двумя последующими обновлениями временем обновления 1 . Для газового пузырька Хигби определил как время, в течение которого пузырек проходит расстояние, равное его диаметру. [c.173]

    Многочисленные исследования показали, что в различных случаях диффузии, протекающей в сопровождении химической реакции, коэффициент массопередачи во много раз превышает величину, полученную классическими методами. Это явление приписывается влиянию определенной поверхностной активности, проявляющейся на внешней поверхности. Установлено также увеличение коэффициента массопередачи в тех случаях, когда химическая реакция не протекала. [c.101]

    За поверхность массопередачи в процессах с твердой фазой принимают внешнюю поверхность частиц сорбента. Удельную поверхность контакта фаз рассчитывают по уравнению, аналогичному уравнению (П1.20)  [c.65]

    Пользуясь формулами (III.36) — (III.38), не следует забывать, что они получены исходя из предположения о равнодоступности внешней поверхности частицы. При обтекании одиночной частицы потоком вещества это предположение явно несправедливо, так как условия массопередачи на участки передней и тыльной сторон частицы резко различны. Единственным строгим методом учета влияния внешней массопередачи на скорость гетерогенной реакции является, как отмечалось в разделе III. 1, решение уравнения (III.13). Неравнодоступность поверхности будет сказываться особенно сильно в сложных процессах, включающих последовательные реакции, приводя к уменьшению выхода промежуточного продукта. [c.112]

    Зависимость от скорости потока начинает проявляться по мере возрастания роли внешнедиффузионного торможения и становится максимальной во внешнедиффузионном режиме, где скорость реакции пропорциональна коэффициенту массопередачи к внешней поверхности зерна. [c.113]

    Сопротивление массопередаче из ядра потока к внешней поверхности, как было показано в разделе П1.2, всегда мало по сравнению с внутридиффузионным сопротивлением и начинает играть заметную роль только в глубокой внутридиффузионной области протекания реакции. Поэтому граничные условия для уравнений (III.61), заданные на внешней поверхности частицы Г, можно записать в виде [c.121]


    Сопротивление теплопередаче из ядра потока к внешней поверхности катализатора, как будет показано в разделе III.5, оказывает на скорость процесса гораздо большее влияние, чем внешнее сопротивление массопередаче. Мы пока не будем обсуждать этого вопроса и зададим граничное условие для температуры на внешней поверхности зерна в форме, не учитывающей внешнего теплового сопротивления  [c.125]

    Здесь не учитывается сопротивление массопередаче из ядра потока к внешней поверхности катализатора, играющее заметную роль только на начальной стадии процесса. [c.147]

    Здесь X — координата вдоль реактора 81 и Бз — доли сечения реактора, занимаемые газом и катализатором — линейные скорости потока в жидкости и газе О — эффективный коэффициент продольной диффузии в жидкой фазе Р1 — коэффициент массопередачи между фазами а — поверхность раздела фаз в единице объема реактора г[з — обратное значение коэффициента Генри — удельная внешняя поверхность катализатора в пересчете на единицу длины реактора и единицу сечения /) — эффективный коэффициент диффузии в капиллярах катализатора 5 — координата по радиусу зерна Р ц — внутренняя поверхность зерна катализатора р — скорость реакции по компоненту А в пересчете на единицу внутренней поверхности катализатора ус — стехиометрические коэффи- [c.302]

    Здесь С ф — концентрация вещества в плотной фазе Сг. п — концентрация вещества в газовом пузыре и р — объемный коэффициент массопередачи между фазами — коэффициент массопередачи к поверхности катализатора а и Сн — соответственно полная и внешняя удельная поверхность твердых частиц, отнесенная к единице объема всего слоя р — скорость образования данного вещества, отнесенная к единице поверхности катализатора С ат — двухмерная концентрация вещества на катализаторе кат — коэффициент перемешивания твердых частиц. [c.312]

    Основные уравнения. К описанию движущегося слоя полностью применима схема двухфазного потока, рассмотренная в разделе VII.7. Пассивной фазой является поток газа, а активной — газ, находящийся в порах твердых частиц и сорбированный на активной поверхности. Соответственно, эффективная константа скорости межфазной диффузии равна коэффициенту массопередачи р, умноженному на внешнюю поверхность единицы объема твердых частиц Он. Гидродинамический режим обеих фаз близок к идеальному вытеснению. Если адсорбция на поверхности твердых частиц следует закону Генри, уравнения баланса вещества в пассивной и активной фазах движущегося слоя записываются в виде [c.318]

    Замечено, что р является здесь средней величиной внешней поверхности частиц и что возможны большие местные отклонения от этой средней величины. Для определения величины р в случае массопередачи между жидкостью и частицами в псевдоожиженном слое были использованы экспериментальные данные [c.173]

    Влияние процессов переноса к наружной поверхности катализатора. Прежде всего надо выяснить, не зависит ли скорость реакции от процессов переноса к внешней поверхности Это можно сделать одним из многих способов. Так, когда известны экспериментальные кинетические данные, то полученное из них среднее значение константы скорости первого порядка может быть сопоставлено с расчетным коэффициентом массопередачи для проточной системы, определяемым уравнением (ХП,22). Во всех случаях коэффициент массопередачи является верхним пределом скорости реакции, т. е. [c.431]

    В пористых зернах катализатора реакция протекает на внешней поверхности и, главным образом, на стенках пор внутри зерен. Общий процесс массопередачи складывается из ряда последовательных стадий  [c.52]

    В области внешней диффузии количество вещества, переносимого к внешней поверхности зерна катализатора или от поверхности в поток газов в единицу времени, определяется основным уравнением массопередачи [c.53]

    МАССОПЕРЕДАЧА К ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ГРАНУЛ КАТАЛИЗАТОРА [c.84]

    При описании массопередачи к внешней поверхности обычно используют коэффициент массообмена входящий в уравнение  [c.85]

    Если размер твердого тела намного больше глубины проникновения вещества, то процесс можно рассматривать как диффузию в полубесконечное тело. Кроме того, из-за большой скорости внешней массопередачи на поверхности тела устанавливается не зависящая от времени концентрация Со. В этих условиях количество вещества а, продиффундировавшего в глубь тела, можно найти по закону Фика. Это приводит к уравнению [c.264]

    В проточных системах требующееся для разделения количество адсорбента зависит не только от таких факторов, как количество и состав газового сырья, заданная степень извлечения, адсорбционная мощность и селективность действия поглотителя, определяющиеся природой и способом приготовления адсорбента, температура и давление адсорбции, но и от скорости массопередачи к поверхности и внутрь частиц адсорбента путем молекулярной диффузии, конвективного и турбулентного переноса и степени использования внешней и внутренней поверхностей поглотителя. [c.178]


    В этом слз ае скорость процесса определяется массопередачей реагента из потока к внешней поверхности катализатора, для которой Сд от —> 0. Процесс протекает во внешнедиффузионной области. [c.676]

    При дальнейшем повышении температуры коэффициент эффективности прогрессивно снижается и реакция переходит во внешнедиффузионную область. При этом разность концентраций в объеме и на поверхности катализатора становится значительной. В этой области концентрация реагентов на внешней поверхности гранулы стремится к нулю массопередача из объема становится единственным процессом, лимитирующим скорость реакции, и поэтому обнаруживаются те же характеристики, что и для молекулярной диффузии. В этой области кажущаяся энергия активации равна 4,2 — [c.20]

    Заметим, что даже при малых значениях коэффициента эффективности диффузия не является лимитирующей стадией, так как в отличие от массопередачи к внешней поверхности гранул диффузия и реакция не являются последовательными стадиями процесса. [c.138]

    В подобных случаях, варьируя условия эксперимента, можно оценить отдельно роль каждой стадии. Однако при одновременном протекании реакции и диффузии в порах анализ нельзя свести к рассмотрению совокупности последовательных сопротивлений. Допустим, что сопротивления как переносу к внешней поверхности гранулы, так и диффузии в порах значительны. Коэффициенты массопередачи из потока могут быть определены с помощью методов, изложенных в гл. II. Однако концентрация на внешней поверхности гранулы, являющаяся граничным условием и влияющая на скорость [c.158]

    Однако следует иметь в виду, что такой же характер уменьшения энергии активации будет обнаруживаться и при переходе во внешнедиффузионную область. Кроме того, известен ряд каталитических реакций, истинная скорость которых проходит через максимум при увеличении температуры. Это наблюдается, например, при гидрировании олефинов и при разложении паров перекиси водорода на платине [301]. Для оценки возможности такого изменения скорости реакции следует исходить из значения скорости массопередачи к внешней поверхности гл. II). [c.205]

    При быстром необратимом отравлении катализатора яд оседает главным образом в устье пор отравление селективно выходят из строя наиболее доступные участки поверхности. Чтобы подойти к активной внутренней поверхности зерна, реагент должен продиффундировать сквозь отравленные участки пор, прилегающие к внешней поверхности частицы. Толщина отравленной зоны, равная 6, создает диффузионное сопротивление б //), Массопередача от внешней поверхности частицы к внешней границе части зерна катализатора, сохранившей активность, идет с эффективной константой скорости р = ) /б и при достаточно большом 6 может стать лимитирующей стадией. При этом, очевидно, имитируется внешнедиффузионная кинетика, но, разумеется, не появляется характерная для внешнедиффузионной области зависимость скорости реакции от линейной скорости потока. [c.136]

    Интенсивность массопередачи к внешней поверхности зерен катализатора мало зависит от конструкции контактного аппарата. Скорость массопередачи можно повысить, увеличив либо линейную скорость потока (а следовательно, и коэффициент массопередачи), либо внешнюю поверхность единицы объема катализатора. В обоих случаях, однако, одновременно возрастает гидродинамическое сопротивление слоя. При переводе процесса в кипящий слой, где можно использовать мелкие частицы, обладающие большой внешней поверхностью, не повышая гидродинамического сопротивления слоя, возникают специфические затруднения с диффузией реагентов между различными частями газового потока. [c.155]

    Как видно из уравнения [9], скорость реакции возрастает с увеличением линейной скорости газа и уменьшением приведенного диаметра зерен. При использовании этих факторов для интенсификации контактного процесса необходимо, однако, учитывать одновременное увеличение гидравлического сопротивления. Коэффициент гидравлического сопротивления обратно пропорционален приведенному диаметру зерен в степени 1.2—1.4, т.е. меняется также, как и скорость реакции. Поэтому при уменьшении крупности катализатора при постоянной скорости газа гидравлическое сопротивление слоя остается неизменным, так как увеличение коэффициента гидравлического сопротивления компенсируется снижением необходимой высоты слоя. Для процессов, скорость которых определяется скоростью массопередачи к внешней поверхности зерен, целесообразно применять катализатор в форме возможно более мелких кусков. Ограничением является лишь условие равномерного распределения газа по сечению тонкого слоя контакта. [c.411]

    Здесь в стационарном режиме скорость переноса к внешней поверхности становится равной переносу от внешней к внутренней поверхности при достаточно быстрой скорости реакции. Протяженность внешней переходной области по порядку величины такая же, как и внутренней переходной области, что зависит от соотношений коэффициента массопередачи и параметра Ф. Температурная зависимость в этой области соответствует значениям энергии активации Е , промежуточным в интервале О а Е < <Е.  [c.318]

    И, наконец, при третьем режиме, рассматриваемом Уике, константа скорости становится настолько большой, что реакция существенно локализуется на внешней поверхности зерна, и, таким образом, массопередача через гидродинамический пограничный слой становится лимитирующим фактором. Температурный коэффициент наблюдаемой скорости реакции становится, следовательно, даже еще меньше и соответствует температурной зависимости отношения 0 х, где О — соответствующий коэффициент диффузии через пограничный слой, а х — его эффективная толщина. [c.43]

    Интенсивность массопередачи к внешней поверхности зерен катализатора зависит от конструкции контактного аппарата. Ее можно повысить, увеличив линейную скорость потока. Однако одновременно возрастает гидравлическое сопротивление слоя. Скорость вну енней диффузии зависит только от структурь пористого каталнз тора н свойств реагирующей среды. Уменьшение размера зерен снижает отрицательные последствия внутридиффузионного торможеннй, позволяя полнее использовать реакционный объем. Однако при этом также повышается гидравлическое сопротивление слоя частиц. При переводе процесса в кипяпщй слой, где можно использовать мелкие частицы, не повышая гидравлического сопротивления слоя, возникают специфические затруднения с диффузией реагентов между различными частями потока газов. [c.263]

    Поверхностнослойные сорбенты начали применять в последнее десятилетие. Так называются сорбенты, активное вещество которых равномерно распределяется лишь на внешней поверхности носителя. Активным веществом может быть как твердый, так и жидкий сорбент. Благодаря тонкому и легко доступному слою сорбента сопротивление массопередаче в поверхностнослойных сорбентах уменьшается и, следовательно, сокращается время пребывания в сорбционном слое. Это приводит к увеличению эффективности колонки и уменьшению ВЭТТ. [c.58]

    Помимо массопередачи от ядра потока к внешней поверхности частицы, большую роль в процессах гетерогенного катализа играет перенос вещества в порах катализатора. Диффузия в широких порах описывается законом Фика (III. 1) с обычным коэффициентом молекулярной диффузии. Однако у большинства катализаторов поры преимущественно малого диаметра, внутри которых молекулярная диффузия перестает подчиняться закону Фика. Если диаметр поры меньше средней длины свободного пробега, молекулы чаще сталкиваются с ее стенками, чем между собой. В таком капилляре перенос вещества идет по механизму Кнудсена и коэффициент диффузии равен [c.116]

    Все три названные области реализуются при том условии, что концентрация у внешней поверхности зерна Ср равна концентрации в объеме, т. е. внешнедиффузионное торможение процесса отсутствует. Чтобы это условие было выполнено, коэффициент массопередачи из ядра потока к поверхности р должен значительно превосходить величину, определяющую скорость реакции в зерне. Этой определяющей величиной во внутридиф-фузионной области являетсяво внутрикинетической — ка (где а — отношение объема частицы катализатора к ее поверхности, или гидравлический радиус) и во внешнекинетической области — константа скорости реакции на поверхности х- Если р значительно меньше названных величин, процесс лимитируется подводом реагента к поверхности зерна и идет во внешнедиффузионной области, описанной в п. 2. [c.128]

    В табл. 2. приведены результаты расчетов скорости массопередачи и влияния ее на суммарную скорость реакции для некоторых промышленных контактных реакций. Эти данные не претендуют на большую точность, так как во многих случаях неизвестны кинетические уравнения. Кроме того, для процессов под давлением приходилось экстраполировать зависимость [4] в сторону очень больших значений Не, и не вполне надежны значения коэффициентов диффузии. Тем не менее полученные результаты достаточны для общей характеристики значения этапов переноса лацества к внешней поверхности зерен контакта для рассмотренных реакций. [c.409]

Смотреть страницы где упоминается термин Массопередача к внешней поверхности: [c.92]    [c.162]    [c.110]    [c.249]    [c.53]    [c.145]    [c.142]    [c.160]    [c.51]    [c.410]    [c.183]    [c.404]   
Инженерная химия гетерогенного катализа (1971) -- [ c.262 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Массопередача

Массопередача внешняя

Массопередача к внешней поверхности гранул

Массопередача к внешней поверхности гранул катализатора

Массопередача массопередачи



© 2025 chem21.info Реклама на сайте