Массообмен влияние на химических реакции

Влияние химической реакции иа массопередачу для некоторых случаев можно исследовать, исходя из следующей упрошенной модели. Предполагается, что скорость реакции невелика сравнительно с массообменом. По рис. УП-2 зона реакции компонента А распространяется на толщину х пограничного слоя, компонента В — на толщину х". Б точке N реакция заканчивается,.а Сл = Св = 0. Переходя к конечным величинам, из выражения (VII, 2) имеем [c.144]

Следовательно, влияние химической реакции на массообмен можно представить как отнощение [c.145]

Анализ этого выражения позволяет судить о степени влияния химической реакции на массообмен. Низкие концентрации потока В(св) или малые коэффициенты диффузии этого компонента Dbl приближают числовое значение к единице и уменьшают эффект химической реакции. [c.145]

Применимость уравнений пограничного слоя. Настоящая глава посвящена влиянию одновременно протекающих процессов массообмена и химических реакций на теплообмен между поверхностью обтекаемого тела и реагирующим газовым потоком. Полученные здесь уравнения могут быть использованы для больщинства газовых смесей, когда числа Рг и Ье отличны от 1 и когда наряду с массообменом происходят химические реакции, включающие горение компонентов, попадающих в газовый поток в результате массообмена, и диссоциацию нагретых компонентов газового потока. Результаты этой главы с добавлением результатов, полученных в п. 4.8, применимы к окрестности критической точки затупленного тела, а результаты п. 5.И с учетом всего, что содержится в гл. 5, применимы к случаю плоской пластины. Достоверность этих результатов, однако, зависит от того, насколько применимы уравнения пограничного слоя к рассматриваемым проблемам. [c.142]

Влияние химических реакций при наличии массообмена. В этом пункте мы рассмотрим случай, когда в сжимаемом турбулентном пограничном слое происходят массообмен, диффузия и химические реакции. Влияние как экзотермических, так и эндотермических химических реакций может быть рассмотрено в рамках методов, представленных в этом пункте. Для иллюстрации использования полученных соотношений будет дан пример численного расчета. [c.295]

Из уравнения (VI. 171) следует, что влияние продольного перемешивания, как и при массообмене, возрастает с увеличением глубины и скорости протекающего процесса [для массообмена — Г для химических реакций ( >0)— ]. [c.249]

При жидкостной экстракции, кроме чисто физических явлений, какими являются оба вида диффузии и спонтанная турбулентность, могут происходить также и химические реакции между растворенными молекулами и компонентами растворителя или только между первыми. Реакции могут проходить либо в фазе растворителя—и тогда они имеют гомогенный характер, либо на поверхности контакта фаз, как свободно идущие реакции гомогенного характера. Химические реакции оказывают большое влияние на скорость перехода молекул целевого компонента, и в зависимости от характера они могут ускорять массообмен (гомогенные реакции) или заменять его (гетерогенные реакции) вследствие появления дополнительных сопротивлений на межфазной поверхности. [c.62]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

Рассмотрено влияние гомогенных реакций на интенсивность конвективного массообмена частиц с потоком. В приближении диффузионного пограничного слоя полу-чено решение задачи о массообмене капли при протекании в окружающей жидкости объемной химической реакции первого порядка. Приведена приближенная формула для числа Шервуда при произвольной зависимости скорости объемной химической реакции от концентрации. [c.171]

Автор надеется, что книга по своему содержанию будет полезна химикам, интересующимся влиянием физических процессов на протекание химических реакций, инженерам, конструкторам, технологам, специалистам по горению, гидродинамике, тепло-и массообмену и автоматическому регулированию, встречающимся в своей работе с химическими процессами. [c.6]

На рис. 5.6 приведены некоторые результаты экспериментальной проверки метода расчета массообменных аппаратов с химической реакцией. Исследовалась массопередача в системе СО2 — водный раствор МЭА в колонне диаметром 0,312 м с высотой насадочного слоя 4,21 м в диапазоне скоростей газа 0,3—1,17 м/с, плотностей орошения 20—60 мУ(м2-ч). В расчетах использованы опытные значения для системы СО2—Н2О, влияние поверхностной конвекции учитывали через поправочный коэффициент, найденный по результатам опытов на дисковой колонне (см. табл. 4.4), Значения поверхности контакта фаз взяты в соответствии с рекомендациями, изложенными в работе [185], Анализ литературных данных [1, 3, 182] показал, что в условиях эксперимента аппарат можно рассматривать [c.151]

Разработан метод кинетического расчета массообменных аппаратов для хемосорбционного разделения газов. Метод основан на использовании теоретического значения ускорения массопередачи за счет протекания химической реакции. Метод учитывает принципиальную особенность хемосорбционных процессов изменение кинетических закономерностей в жидкой фазе, движущей силы процесса, коэффициентов массопередачи, соотношения фазовых сопротивлений по высоте аппарата. Учтена специфика влияния реальной структуры потоков газа и жидкости на эффективность хемосорбционных процессов. По предложенной методике коэффициент извлечения передаваемого компонента, степень насыщения хемосорбента и характер распределения концентраций по высоте аппарата определяются при необратимой хемосорбции в зависимости от следующих безразмерных параметров кинетических, стехиометрического, диффузионного и гидродинамических (числа Боденштейна для жидкой и газовой фазы). В общем виде процесс описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. [c.224]

Равновесие и кинетика гетерогенных процессов, зависят от множества факторов в соответствии с этим количественная характеристика этих процессов является сложной. Поскольку гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций, то, с точки зрения химической технологии, нельзя рассматривать эти явления, взятые в отдельности. Однако с целью количественной интерпретации сложного технологического процесса допустимо расчленение его на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ дает возможность установить, в какой области — диффузионной или кинетической — идет процесс, т. е. массообмен между фазами или химические реакции лимитируют общую скорость процесса. Далее при расчете допустимо пренебречь той стадией процесса, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических превращений не соизмеримы. [c.124]

В ряде работ [129 135—137 138, 1974 139 143] анализ массообмена газового пузыря с плотной фазой псевдоожиженного слоя также основывался на использовании предположения о полном перемешивании целевого компонента внутри области циркуляции газа. В работе [129] задача о массообмене газового пузыря с плотной фазой решалась с использованием модели Мюррея движения газовой и твердой фаз. В этой работе анализировалось также влияние адсорбции целевого компонента твердыми частицами на процесс массообмена между пузырем и плотной фазой, причем предполагалось, что адсорбционное равновесие между газом и твердыми частицами устанавливается мгновенно. Результаты решения задачи подобной той, которая рассмотрена в данном разделе, приводятся также в работе [135]. В работе [136] задача о диффузии целевого компонента из области циркуляции газа рассматривалась в рамках полуэмпирического подхода, основанного на использовании формулы, описывающей диффузию вещества из капли. В работе [137] решалась плоская задача массообмена при больших числах Пекле. В работе [138, 1974] задача о массообмене пузыря с плотной фазой решалась при условии, что псевдоожиженный слой имеет переменное поперечное сечение. В работе [139] рассматривался нестационарный массообмен газового пузыря с плотной фазой при наличии химической реакции в предположении, что имеет место идеальное перемешивание газа внутри пузыря и прилегающей к нему области замкнутой циркуляции газа, а число Пекле мало. В работе [143] для описания массообмена газового пузыря с плотной фазой слоя использовалась теория, аналогичная пенетрациоНной теории Хигби. [c.191]

Небольшая книга болгарских специалистов, содержащая теоретические и экспериментальные результаты исследований массопереноса в жидких пленка. В ней с единых позиций гидродинамики излагается теория пленочных течений в ламинарном и турбулентном режимах, обсуждаются массообмен в двухфазных средах, влияние поверхностных сил, химических реакций. Рассмотрены некоторые прикладные задачи применения пленочных течений в тепло-массообменных аппаратах. Книга специально переработана авторами для русского издания. [c.4]

Чтобы максимально упростить анализ, предположим, что тепло- и массообмен, химические реакции и электрические явления оказывают пренебрежимо слабое влияние на движение дисперсии. В случае жидкой или газообразной дисперсной фазы будем пренебрегать движением жидкости или газа внутри капель или пузырьков, которые, кроме того, будем считать недеформируемыми. Таким образом, мы ограничимся изучением движения дисперсии, образованной частицами, которые можно считать твердыми, в жидкости с постоянными физическими свойствами. [c.15]

Для определения факторов управления скоростью и селективностью процессов окисления алкилароматических углеводородов необходимо установить кинетические закономерности реакций, провести качественную и количественную оценку продуктов реакции при изменении состава катализатора, температурных условий и концентраций реагентов. Кроме того, учитывая относительно высокие скорости протекания химических реакций в области повышенны температур (140—220 С), следует учесть влияние массообменных процессов на скорость окисления, качественный и количественный состав продуктов реакции. [c.189]

Рис. 3.8 дает представление о влиянии параметров Ре и т на величину Л. Значение т характеризует величину емкости хемосорбента, рост которой, как известно, приводит к более интенсивному массообмену. Сплошные кривые для Л соответствуют расчетам при Ре = 40, а штриховые — при Ре ->-оо. Кривые 1, 2 п 4 построены при /Сг = Ю , п = 1 и от = 5 3 и 1 соответственно и могут быть приближенно описаны аналитической формулой (3.95). Значение Ло определяется в данном случае по кривой 6, рассчитанной для /Сг = 0. Кривая 3 соответствует режиму быстропротекающей реакции при т = п = 1 и р = 0,0005 и также может быть рассчитана с помощью формулы (3.95). Для нее значение Ло определяется по кривой 5. Введя отношение величин Ло для кривых 3 и 4, определенных по формуле (3.95), заметим, что оно равно отношению величин Л для кривых 5 п 6. Этот факт указывает на то, что в данном случае гидродинамика не влияет на химическую реакцию и роль Ре в процессе хемосорбции та же, что и при чистой диффузии. [c.138]

Критерий Da j отражает влияние диффузионного массообмена в условиях химической реакции. Если диффузионный поток является решающим для протекания процесса, то следует при вычислении критерия Da j выбирать линейный размер, совпадающий с направлением диффузионного потока. В цилиндрических реакторах это будет в соответствии с формулами (8. 19) и (8. 19а) радиус R. Однако в проточных цилиндрических реакторах продольная скорость w обычно значительно превосходит скорость диффузии в радиальном направлении и диффузионным массообменом обычно пренебрегают. В этом случае критерий Da j исключается из дальнейшего рассмотрения. Полезно отметить, что процессы диффузионного массообмена имеют значение, когда реакция осуществляется в системах с насадкой. В таком случае в критерий Оа,, вводится линейный размер, характеризующий протекание диффузионного процесса, — эквивалентный диаметр насадочных тел. [c.162]

Изучается макрокинетика процесса с целью установления влияния особенностей аппарата и гидродинамики потоков, тепловых и массообменных явлений на кинетику процесса. При описании составляются уравнения гидродинамики потоков, тепло- и массообмена, скорости химической реакции. [c.163]

Из изложенного выше следует, что для учета всех факторов, обусловливающих протекание каталитических реакций, необходимо совместное решение системы уравнений, учитывающих одновременное влияние химической кинетики, теплообмена, массообмена и гидродинамики, Ввиду невозможности такого решения принимается упрощенная, рассмотренная ранее, диффузионная модель и учитываются взаимоотношения между массообменом и кинетикой реакции. В дальнейшем описаны различные случаи. [c.208]

На протекание химических реакций не нулевого порядка и процессов массопереноса существенное влияние оказывает рассеяние вещества (продольное перемешивание) вдоль потока в химическом реакторе (массообменном аппарате) [150]. [c.104]

Совмещенные реакционно-массообменные процессы очень сложны и строгих методик их расчета пока не предложено. Большинство работ посвящено расчету хемосорбционных процессов, теория которых достаточно разработана. Для более сложных процессов, как реакционно-ректификационные, реакционно-десорбционные, используют [45] итерационные методы, подобные методу расчета ректификации Сореля. К сожалению, учет химической реакции в жидкой фазе путем введения в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции, не отражает влияния отвода продуктов реакции в момент их образования на скорость химического процесса. [c.30]

При расчете неизотермических реакционно-массообменных аппаратов появляется необходимость определения оптимального распределения температуры по высоте аппарата. Эта задача осложняется при расчете газожидкостных аппаратов ввиду значительного различия в теплоемкостях газовой и жидкой фаз, влияния температуры на распределение компонентов между фазами, а также взаимного влияния процессов переноса тепла и массы на процесс химического взаимодействия. Кроме отмеченной выше обратной связи, обусловленной влиянием массообмена на скорость химической реакции, в изотермическом реакционно-массообменном аппарате возникает еще одна обратная связь, обусловленная зависимостью скорости химической реакции от температуры, в свою очередь зависящей от тепловыделения. Поэтому предпочтение следует отдать методам, основанным на экспериментальном исследовании процесса в условиях, максимально приближенных к производственным, и использовании полученных данных для расчета с учетом вопросов масштабного перехода. [c.30]

Так как в химико-технологическом процессе всегда участвует несколько веществ (два минимум), то уравнение (У.16) соответственно усложняется, поскольку появляется несколько коэффициентов диффузии, плотностей и т. п. Поэтому аналитический расчет коэффициента массопередачи практически невозможен и для его определения в каждом конкретном случае нужна постановка специального эксперимента. Сложная зависимость ( .16) может быть упрощена исключением ряда переменных, если известно, в какой области идет процесс — диффузионной, кинетической или переходной. Лимитирующую стадию можно определить, изучая влияние параметров технологического режима на общую скорость процесса и. Если и возрастает с повышением температуры в соответствии с законом Аррениуса (рис. 46) и температурный коэффициент > 1,5, то, как прав 1ло, лимитирующая стадия — химическая реакция, и процесс идет в кинетической области. Если же и растет с увеличением скоростей потоков реагирующих фаз, то лимитирующая стадия — это массообмен между фазами, и процесс идет во внешнедиффузионной области. На рис. 46 показано влияние температуры и скорости газового потока на кинетику процесса в системе Т—Г для обжига, горения, газификации. Из рис. 46 видно, что в области низких температур скорость процесса резко повышается с ростом температуры, так как определяющей стадией служит химическая реакция. В области высоких температур скорость химических реакций настолько возрастает, что процесс переходит в диффузионную область и общую скорость процесса лимитирует степень турбулизации газового потока (пропорциональная скорости газа гш ). Такой вид кривых зависимости скорости процесса или выхода продукта от температуры и скоростей реагирующих фаз (или от степени их перемешивания) характерен и для других гетерогенных систем. [c.109]

Стадии 2—4 протекают одновременно и последовательно и, таким образом, взаимно накладываются. Если стадия 1 определяет скорость, то общая скорость не зависит от химической реакции и процесс не отличается от обычного массообменного. Таким образом, для рассматриваемых в настоящем разделе процессов характерно значительное влияние стадий 2—4. [c.353]

Общая скорость химического взаимодействия в среде жидких реагентов или в смеси реагентов и катализатора определяется соотношением скоростей диффузии и химической реакции. Подвод реагентов друг к другу или к катализатору при перемешивании значительно ускоряется. Следовательно, перемешивание снимает диффузионное сопротивление, выравнивая концентрации реагентов во всем объеме аппаратов. Скорость химической реакции зависит от концентрации, давления, температуры и т. д. Если считать, что концентрация реагентов в реакционном объеме уже выравнялась при перемешивании, то дальнейшего влияния перемешивания на химическую реакцию, казалось бы, не должно быть. Однако в ходе химической реакции происходит поглощение или выделение тепла. Отвод или подвод тепла и выравнивание температуры реакционной массы при перемешивании значительно ускоряется. Таким образом, перемешивание желательно при проведении обеих стадий химического взаимодействия диффузионного (массообменного) процесса и собственно химической реакции. [c.11]

Математическая модель хемосорбции двуокиси углерода поташным раствором, описывающая структуру потоков жидкости и газа в насадке, массообмен между жидкой и газовой фагами, влияние химической реакции иа скорость массообмена, была составлена на основе приици-аа деления аппарата на кинетические зоны [Ъ] в зависшости от взаимодействия газовой и жидкой фаз по высоте колонны с изменение концентрации раствора. [c.162]

Как уже говорилось выше, на процессы переноса тепла или массы в псевдоожиженном слое может существенно влиять тепло-или массообмен газовых пузырей с пЛотной фазой слоя. При анализе массообмена газового пузыря с плотной фазой слоя также возникает целый ряд проблем. В качестве примера укажем на проблему учета влияния химической реакции в плотной фазе слоя на массообмен пузыря с плотной фазой. Теоретический анализ процесса массообмена между газовыми пузырями и плотной фазой псевдоожиженного слоя представляет собой весьма сложную задачу в силу того, что на этот процесс оказывает влияние весьма большое число- явлений различной физической природы. Поэтому имеющиеся в литературе математические модели массообмена газовых пузырей с плотной фазой слоя нередко противоречат одна другой. Это связано с тем, что в различных моделях учитываются какой-либо один механизм массообмена и не учитываются другие. Одним из направлений дальнейшегб" развития теории переноса в псевдоожиженном слое является построение физически обоснованной модели тепло- и массообмена газовых пузырей с плотной фазой, учитывающие все механизмы, вносящие существенный вклад в массообмен. [c.253]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Кавитационные струйные течения — одно из перспективных направлений ускорения химических реакций, смешения жидкости с жидкостями и газами, получения эмульсий, диспергирования и испарения жидкостей, интенсификации массообменных процессов [32]. Например, в случае использования СН в качестве диспергатора [17] для получения водотопливной эмульсии (ВТЭ) или при подготовке к сжиганию загрязненных вод отмечается благотворное влияние кавитации на качество смешения и качество ВТЭ. [c.423]

На рост и растворение кристаллов могут оказывать влияние другие вспомогательные процессы, как, например, тепло- и массообмен между растущим (растворяющимся) кристаллом и окружающей средой, разрушение и образование сольватов, химические реакции, интенсивность которых в свою очередь может зависеть от размера кристаллов. Если учитывать доставку строительного материала к растущему кристаллу за счет диффузии, то по отношению к подводу материала ребра и особенно вершины находятся в лучших условиях, чем грани. Поэтому при прочих равных условиях концентрация у вершин может оказаться значительно выше, чем у ребер и граней. Это создает преимущества для зародышевания по вершинам, что приводит к независимости линейной скорости роста от размера кристалла. [c.95]

В настоящее время не представляется возможным дать полный теоретический анализ кинетики хемодесорбционных (реак-ционно-десорбционных) процессов. Особое значение приобретает развитие экспериментальных методов исследования. Влияние массообменного процесса на химический предлагается [205] учитывать через эмпирический фактор диффузионного ускорения реакции %, численно равный отношению наблюдаемых констант скорости химической реакции в гетерогенной г и гомогенной г системах при одинаковых условиях, т. е. % = г 1г. Для протекания необратимой реакции типа А- В в реакторе идеального смешения при условии, что десорбирующий агент химически [c.218]

Лимитирующую стадию гетерогенного процесса можно определить опытным путем, изучая влияние различных факторов технологического режима на общую скорость процесса. Так, например, если суммарна скорость процесса возрастает с повышением температуры в соответствии с законом Аррениуса (стр. 100) и температурный коэффициент = - >1,5, то определяющей стадией является химическая реакция и процесс идет в кинетической области. Если.же суммарная скорость процесса возрастает с увеличением скоростей потоков реагирующих фаз или с развитием межфазной поверхности, то определяющей стадией служит массообмен между фазами и процесс идет в диффузионной области, причем скорости потоков влияют только во внешнедиффузио1шой области. [c.160]

Влияние об-кемной химической реакции на нестационарный массообмен пузыря с непрерывной фазой [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология