Коэффициент ускорения химической реакции

Методы интенсификации процессов абсорбции и десорбции зависят, в частности, от того, в какой области, диффузионной или кинетической, идет процесс. Если абсорбция протекает в кинетической области, т. е. сопровождается химическими реакциями, скорость которых меньше скоростей диффузии, то основными методами интенсификации являются обычные приемы увеличения скорости химических реакций повышение температуры, концентрации реагентов, давления, а также и применение катализаторов. Для ускорения абсорбционных процессов в диффузионной и переходной областях применяют иные методы в соответствии с иным характером движущей силы и коэффициента скорости процесса. Основными методами интенсификации этих процессов являются [c.163]

Е — коэффициент ускорения абсорбции, т. е. число, показывающее, во сколько раз количество газа А, абсорбированного в условиях неустановившегося процесса за время (, увеличивается из-за наличия химической реакции в жидкой фазе, или во сколько раз скорость абсорбции перемешиваемой жидкостью увеличивается вследствие протекания реакции, или [c.12]

Часто представляется удобным выражать влияние химической реакции посредством коэффициента ускорения абсорбции Е, равного отношению количества газа Q, абсорбированного реагирующей с ним жидкостью за данное время, к его количеству, которое абсорбировалось бы за это время в отсутствие реакции, т. е, к 2 (А Л ) [c.45]

Здесь X — трансмиссионный коэффициент, обычно принимаемый равным единице (за исключением некоторых специальных случаев) — стандартная свободная энергия активации (характеризующая изменение свободной энергии системы в стандартных условиях при переходе ее из исходного состояния в активированное), и стандартная энтропия и стандартная энтальпия активации, кв — постоянная Больцмана (1,38-10 эрг/град) и к — постоянная Планка (6,625-эрг-сек). Из уравнения (4.3) видно, что константа скорости реакции определяется главным образом изменением свободной энергии при переходе системы в активированное состояние, так что любой внешний фактор, уменьшающий свободную энергию активации, будет способствовать ускорению химического процесса. [c.66]

Ускоряющее действие катализаторов специфично и. принципиально отличается от действия других параметров, влияющих на скорость процессов — температуры, давления, исходной концентрации реагентов, степени перемешивания и др. Повышение температуры, например, это универсальное средство интенсификации, увеличивающее как константу скорости химической реакции, так и коэффициент массопередачи. Но повышение температуры ограничено термостойкостью материалов и смещением равновесия, ведущим к снижению движущей силы экзотермических обратимых процессов. Применение катализаторов — прием ускорения химических реакций, не имеющий ограничений и наиболее эффективный в присутствии катализаторов возможно ускорение химических реакций в миллионы раз. Вследствие изменения механизма реакции в присутствии катализаторов понижается энергия активации. [c.143]

Расчеты аппаратов, в которых процессы массообмена сопровождаются химическими реакциями, носят оценочный характер и могут выполняться различными способами. Наиболее простым и практически удобным является подход, изложенный в [46]. Предполагается, что движущая сила процесса хемосорбции равна движущей силе физической абсорбции, а ускорение процесса массообмена химической реакцией учитывается поправкой к коэффициенту массопередачи в жидкой фазе, определенному по критериальным зависимостям для физической абсорбции. Величины поправок для двух типов химических реакций, называемые коэффициентами ускорения к, представлены на графике рис. 5.45. [c.358]

В зависимости от соотношения между константой скорости реакции и коэффициентами массопереноса (например, коэффициентами массоотдачи) режим экстрагирования может быть диффузионным, переходным или кинетическим. Это относится к экстракции как с объемными, так и с поверхностными реакциями. В кинетическом режиме объемная реакция протекает равномерно по всему объему реакционной фазы, и ее можно рассматривать как гомогенную, осуществляемую в открытом проточном реакторе, объем которого равен объему реакционной фазы. При этом скорость экстракции не зависит ни от интенсивности перемешивания, ни от поверхности фазового контакта. Интенсификация процесса возможна только за счет ускорения химической реакции (введение ка- [c.146]

То, что повышение цетанового числа выше определенной величины, например выше 50—60, часто не дает дальнейшего аффекта, может быть объяснено с обеих точек зрения. Если в области высоких температур (т. е. повышенных степеней сжатия) химическая реакция развивается настолько быстро, что лимитирующим оказывается испарение топлива, то, как очевидно, дальнейшее повышение цетанового числа, т. е. дальнейшее ускорение химической реакции, не будет играть роли. Можно, однако, полагать, что при высоких степенях сжатия у горючего с высоким цетановым числом раньше наступает перелом температурного коэффициента [c.303]

Ускоренный способ определения саморазряда основан на известном эффекте ускорения химических реакций с повышением температуры. Степень ускорения химической реакции характеризуется температурным коэффициентом у. показывающим, во сколько раз возрастает скорость реакции при увеличении температуры на 10°С. Для химической реакции, определяющей саморазряд ХИТ для любых температур, в соответствии с вышесказанным можно записать [c.41]

Отрицательный катализ. В производстве катализаторы применяются большей частью для ускорения химических реакций. Такие катализаторы называются положительными. Большое практическое значение имеют также катализаторы, замедляющие химические реакции. Они применяются для того, чтобы затормозить нежелательные, вредные реакции. Например, нормальное горение топлива в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания переходит при определенных условиях в детонационное детонация же резко ухудшает работу двигателя и ускоряет его износ. Чтобы повысить коэффициент полезного действия двигателя, увеличивают степень сжатия топлива, но при этом склонность топлива к детонации усиливается. Таким образом, это свойство топлива препятствует совершенствованию двигателей внутреннего сгорания. Найдено, что если добавить к бензину немного тетраэтилсвинца, то процесс горения топлива протекает нормально и при повышенных степенях сжатия. (Бензин с добавкой раствора тетраэтилсвинца в монохлорнафталине и дибромэтилене называется этилированным.) [c.65]

Здесь Ф - фактор ускорения, определяемый отношением потока вещества при наличии химической реакции к величине диффузионного потока при отсутствии химической реакции M=k D к , - начальная концентрация хемосорбента к - коэффициент массопередачи в фазе, где протекает химическая реакция [c.270]

Сложнее зависимость изотермической перегонки от температуры, которая влияет и на растворимость, и на скорость процессов первой и третьей стадии. Чем меньше растворимость, тем больше роль этих стадий в кинетике всего процесса. Растворимость может увеличиваться, а может и уменьшаться с повышением температуры. В то же время повышение температуры всегда приводит к ускорению стадий растворения и роста частиц. Может случиться так, что при одной температуре лимитирующей является первая стадия, а при другой — вторая стадия. Обычно константы скорости химических реакций, к которым можно отнести стадии растворения и роста частиц, увеличиваются с повышением температуры быстрее, чем константа скорости диффузии. Например, при повышении температуры на 10°С коэффициент диффузии в растворах увеличивается на 30—40%, а константа химической реакции возрастает в 2—4 раза. Это обусловлено тем, что энергии активации процесса в диффузионной области находятся в пределах 5— 20 кДж/моль, а в кинетической области 50—200 кДж/моль. Таким образом, с понижением температуры скорости первой и третьей стадии изотермической перегонки резко уменьшаются по сравнению со скоростью диффузионной стадии и могут стать лимитирующими скорость протекания всего процесса перегонки. [c.278]

Из сопоставления с уравнением (П1,7) следует, что коэффициент ускорения, выражающий, во сколько раз химическая реакция, сопровождающая абсорбцию, увеличивает количество газа, абсорбированного за определенное время, по сравнению с чисто физической абсорбцией, равен У [ + К (Dp/D )] (1 + К), или просто (1 + К) при одинаковых коэффициентах дис узии. В последнем случае общая концентрация прореагировавшего и непрореагировавшего газа А, т. е. [Л ] + [Р], составляет у поверхности А I + К) и в массе жидкости А° (1 + К). Значит для расчетов можно пользоваться уравнениями для абсорбции нереагирующего растворяемого газа, заменив в этих уравнениях концентрацию газа на общую (суммарную) концентрацию свободного и прореагировавшего газа А. [c.71]

Можно и прямо использовать значения коэффициента ускорения Е, приведенные в главе HI для различных типов реакций. В главе III коэффициент Е выражал отношение количества газа, абсорбированного неподвижной жидкостью за данное время в условиях протекания химической реакции, к его количеству, которое абсорбировалось бы за то же время в отсутствие реакции. В настоящей главе этот коэффициент рассматривается как отношение средней скорости абсорбции перемешиваемой жидкостью при наличии реакции к средней скорости физической абсорбции. [c.109]

Помимо графического определения коэффициент ускорения можно вычислять, пользуясь приближенными формулами, предложенными в нескольких работах. Это особенно важно применительно к машинному расчету аппаратуры для проведения абсорбции с химической реакцией. Одна из таких формул предложена М. X. Кишиневским и Т. С. Корниенко для Оа = Ов, она согласуется с численным решением Бриана и др. (см. раздел П1-3-3 и рис. У-6 и У-7), причем ошибка не превышает 3%. Другая формула Кишиневского также хорошо согласуется с указанным [c.121]

Значительная зависимость поведения дисперсной системы от физических свойств жидкости (а также и газа) выдвигает еще одну проблему. Если экспериментальные условия измерения скорости абсорбции, сопровождаемой химической реакцией, и скорости физической массоотдачи (ее коэффициента к ) не полностью гидродинамически идентичны, то нельзя найти действительные значения коэффициента ускорения абсорбции химической реакцией. Во избежание этого затруднения целесообразно измерять к1 одновременно с измерением скорости абсорбции реагирующего газа. Такое измерение . можно производить, используя, например, десорбцию [c.224]

Дин В э й, Теор. основы хим. технол., 5, 684 (1971). Абсорбция газов, сопровождаемая необратимой химической реакцией второго порядка (уравнение для расчета высоты насадки при отсутствии сопротивления в газовой фазе и аналитический способ определения коэффициента ускорения при соизмеримости обоих фазовых сопротивлений). [c.270]

При определенных условиях на поверхности реакционно-диффузионной мембраны в дренажном канале можно поддерживать более низкие значения химического потенциала, чем в напорном канале (ц1"<[11 ) — это соответствует положительным значениям приведенной движущей силы при >0, т. е. происходит ускоренный реакцией массоперенос в направлении диффузии компонента под действием внешней движущей силы. Область стационарных состояний при и х>1 на рис. 1.2 заключена в правом верхнем квадрате, где происходит монотонное возрастание приведенной скорости массопереноса 1 1 г с увеличением движущей силы —ц/ОМг, хотя коэффициент ускорения при этом падает (см. рис. 1.4). Энергетическая эффективность такого процесса, определяемая общим соотношением (7.71), при этом также монотонно возрастает, причем сохраняется сильная зависимость к. п. д. от степени сопряжения. [c.253]

Интегрирование может быть выполнено только численным методом. Полученный результат можно выразить в упрощенной форме, использовав коэффициент ускорения абсорбции вследствие химической реакции (х) [c.141]

При расчете требуемой поверхности контакта фаз в условиях хемосорбции ускорение процесса можно учесть увеличением коэффициента массоотдачи р, если считать движу-П1,ую силу процесса такой же, как при физической абсорбции. Тогда коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при протекании химической реакции [c.441]

Ускорение абсорбции при протекании химической реакции в жидкой фазе может быть учтено увеличением коэффициента массоотдачи в жидкой фазе, если принимать движущую силу такой же, как при физической абсорбции увеличением движущей силы, если принимать коэффициент массоотдачи таким же, как при физической абсорбции. [c.130]

Как следует из рисунка, при значении константы равновесия К =0 коэффициент ускорения к=1, что соответствует случаю отсутствия химической реакций. Кривая оо соответствует необратимой реакции. [c.358]

Найденную из выражений (5.175) или (5.176) величину скорости абсорбции можно рассматривать как аналог произведения коэффициента массопередачи К на движущую силу процесса физической абсорбции с учетом ускорения процесса за счет химической реакции [c.377]

В случаях диффузионной и смешанной задач переноса, когда скорость химической реакции интенсифицирует как массоотдачу в жидкой фазе, так и в целом массопередачу из одной фазы в другую, вводят понятие о коэффициенте ускорения абсорбции ф = / x за счет химической реакции. Величина этого коэффициента зависит от скорости и порядка химической реакции, ее константы равновесия. [c.947]

Для ускорения процессов абсорбции в химической технологии часто используют абсорбенты в виде растворов различных веществ, вступающих в химическую реакцию с абсорбируемыми газообразными компонентами, В этих случаях кинетика абсорбции определяется не только интенсивностью Массообмена, ио также скоростью протекания химической реакции. Ускорение абсорбции в рассматриваемом случае можно выразить либо увеличением коэффициента массоотдачи в жидкой фазе при той же движущей силе что и при физической абсорбции, либо увеличением движущей силы (Аж+ ). если сохранить коэффициент массоотдачи для процесса физической абсорбции (р ) М = = Р (Д + б), где б — приращение движущей силы процесса, [c.483]

Существенное влияние на скорость реакции оказывает температура. С повыщением температуры скорость химической реакции возрастает. Ускорение это происходит независимо от того, имеем ли мы дело с реакциями первого второго или более высокого порядка. Согласно правилу Вант-Гоффа величина температурного коэффициента колеблется в пределах 2—4, т.е. при повьпиении температуры на 10 скорость химической реакции возрастает в два—четыре раза. [c.641]

В гл. 4-8 рассмотрены массотеплообмен и массообмен, осложненный необратимыми и обратимыми химическими реакциями в сплошной или дисперсной фазах в общем случае соизмеримых сопротивлений фаз. До последнего времени в монографиях и руководствах по химической технологии массообмен, осложненный химическими реакциями, рассматривался в приближении пленочной или пенетрационной моделей, имеющих ограниченную применимость. Кроме того, в приведенных в литературе методах расчета определялся только коэффициент ускорения, полученный при условии постоянства концентраций в сплошной и дисперсной фазах. В данной книге приводятся математические модели. [c.3]

Исследованию и расчету колонных химических реакторов и процессам абсорбции и десорбции в колонных аппаратах посвящена об-щирная литература. Больщинсгво работ относится к экспериментальному изучению конкретных систем и получению эмпирических формул дпя расчета аппаратов. В ряде работ применяются пленочная и пенетрационная модели массопередачи с химическими реакциями, изложенные в гл. 6. Поскольку, однако, эти модели разработаны для случая постоянства концентрации хемосорбента и абсорбтива (экстрактива) в сплошной и дисперсной фазах, их применение дпя расчета прямо- и противоточных аппаратов затруднено. Обычно при расчете колонных аппаратов полагают, что коэффициент ускорения массообмена вследствие протекання химических реакций постоянен по высоте колонны. Это допущение может привести в ряде случаев к существенным ошибкам. [c.286]

Е1 — коэффициент ускорения абсорбции в случае мгновенной химической реакции или в условиях, когда скорость реакционного процесса полностью лимитируется диффузией / — толщина пленки, см /+, / — заряды ионов, джкм [c.12]

М. X. Кишиневский считает что малая чувствительность расчетных значений ускорения абсорбции, вызванного химической реакцией, к различным упрощениям действительной гидродинамической картины вызвана тем, что коэффициент ускорения характеризует соотношение двух градиентов концентрации у свободной поверхности жидкости — при наличии реакции и без нее. Конечно, рассчитанные на основе той или иной модели значения этих градиентов тем менее точны, чем болееютличается принятая модель от реальной картины. Тем не менее в некоторых случаях отношение этих рассчитанных градиентов для абсорбции с химической реакцией и без нее может мало отличаться от истинного сделанные упрощения при этом не влияют существенно на величину коэффициента ускорения. [c.107]

В г ц п S о п R. J. W е 11 ек R. М., hem. Eng. S i., 25, 904 (1970). Определение коэффициента ускорения при абсорбции, сопровождаемой мгновенной химической реакцией. [c.279]

Ond а К., Sad а E., Kobayash i Т., Fuj ine М., hem. Eng. S i., 25, 753, 761, 1023 (1970). Абсорбция, сопровождаемая сложными (обратимыми, последовательными и параллельными) химическими реакциями (уравнения для расчета коэффициента ускорения, полученные путем точного и приближенного решения дифференциальных уравнений диффузии на основе пленочной модели). [c.286]

При анализе следует учесть, что коэффициент ускорения Фг является сильной функцией движущей силы гХу/Аг, поэтому изменение состава разделяемой смеси и отношения давлений е резко меняет а и Л, следовательно и все прочие характеристики разделения. Напомним, что результаты анализа проницания, представленные на рис. 7.6—7.9, получены при условии а12 = соп51 и Л1 = С0 П51 и поэтому непригодны для сопряженного мембранного процесса. Можно лишь утверждать, что увеличение степени сопряжения диффузии -го компонента с химической реакцией (Ф/>Ф,) будет всегда приводить к росту фактора разделения а,, и эксергетического к. п. д. т пр, причем этот эффект наиболее заметен при малых значениях 1X1 Ат, т. е. при и 1. При Ф,>Ф/ и а,7>1 область значений х , [c.249]

Подставив выражения для химического сродства Аг, скорости реакции Vrr и перекрестного коэффициента г в уравнение диссипативной функции (7.77) и интегрируя ifo по объему мембраны (см. 7.45), можно получить уравнение для расчета и анализа потерь эксергии в процессе селективного проницания через реакционно-диффузионную мембрану. Необходимое значение степени сопряжения массопереноса и химического превращения находят по уравнению (1.18) на основе опытных значений коэффициента ускорения Фь Предполагается также, что известно распределение концентраций всех компонентов разделяемой газовой смеои и веществ матрицы мембраны, участвующих в реакциях, как решение системы нелинейных дифференциальных уравнений (1.26). Энергетическая эффективность процесса при 7 = Гер оценивает эксергетический к. п.д., вычисляемый по уравнению (7.71). [c.255]

Рпс. 1У-1. Значение коэффициента ускорения абсорбцнп. сопровождающейся химической реакцией (к) [c.142]

Некоторые исследователи не учитывают влияния скорости реакции на поверхность контакта. Если механизм реакции достаточно хорошо изучен и известны константа скорости реакции и коэффициенты диффузии компонента в химически активном по-1 лотителе. коэффициент ускорения х можно определить по соответствующим формулам (стр. 132 сл.). [c.172]

При протекании в жидкой фазе химической реакции абсорбируемый компонент полностью или частично связывается в химическое соединение. Градиент концентраций у поверхности раздела увеличивается. Скорость поглощения возрастает по сравнению со скоростью поглвщения при физической абсорбции. Обычно [13, 14, 17, 27—29] увеличение скорости поглощения в хемосорбционном процессе учитывают путем введения в уравнение массоотдачи в жидкой фазе коэффициента ускорения к, показывающего, во сколько раз при химической абсорбции возрастает коэффициент массоотдачи по сравнению с коэффициентом массоотдачи при физической абсорбции (при одинаковой движущей силе, равной движущей силе процесса хемосорбции) [c.62]

Расчет коэффициента ускорения и скорости абсорбции может быть выполнен для произвольного сочетания концентраций реагентов при условии, что 1ЛГ2 > АГ1 . Результаты расчета по уравнению (П,80) хорошо согласуются с результатами решения системы уравнений конвективной диффузии, полученными [30] с помощью ЭВМ. Коэффициент ускорения а зависит от скорости химической реакции и степени турбулизации жидкости. В предельных случаях возможны собственные упрощения. В табл. П-6 приведены уравнения, рекомендуемые для расчета коэффициентов ускорения в конкретных технологических процессах. [c.63]

В отсутствие химической реакции толщина диффузионных слоев зависит от гидродинамической обстановки и физических свойств жидкости, наиболее важными из которых являются вязкость н коэффициент молекулярной диффузии. Однако при наличии реакции эффективная толщина слоя со стороны реакционной фазы начинает уменьшаться, если реакция успевает протекать в значительной степени внутри диффузионного слоя. Уменьшение эффективной толщины диффузионного слоя равносильно увеличению градиента концентрации или коэффициента массопередачи. Можно сказать, что любая реакция, способствующая повышению градиента концентрации диффундирующего компонента, будет ускорять его массопередачу, и наоборот. В соответствии с этим при обратимой реакции роль прямой и обратной химических стадий будет противоположна [154, 155]. Образование переносимого компонента в исчерпываемой фазе ускоряет массонередачу. Если же оно происходит в извлекающей фазе, массопередача замедляется. При обратимой реакции ускоренне тем значительней, чем меньше она отклоняется процессом массопередачи от состояния равновесия [154]. [c.382]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология