Реакции в слое

Вслед за кратким обзором основных понятий и терминологии кинетики химических реакций рассмотрены реакции в гомогенных средах, неизотермические процессы, проточные реакторы, гетерогенные каталитические процессы, реакции в слое зернистого материала и методы моделирования. В конце дано очень краткое описание типов химических реакторов, применяемых в промышленности. [c.10]

Вслед за первыми простейшими моделями, отражавшими лишь факт наличия пузырей и плотной фазы, а также обмен между ними, развитие моделей пошло по пути включения в математическое описание все более детальных механизмов переноса, введения новых параметров. Существенность того или иного параметра в модели зависит от цели, в нашем случае — от того, насколько сильно влияет этот параметр на протекание сложной реакции в слое. Поэтому обратимся к анализу типичных каталитических процессов в кипящем слое и на его основе сформулируем требования к ( ганизации процесса в кипящем слое. [c.45]

Для реакций в слое зернистого материала большое значение имеет диффузия реагентов в порах зерна, т. е. внутренняя диффузия. Влияние внутренней диффузии на скорость контактного процесса будет разобрано на стр. 284—289. [c.250]

Если г с — скорость реакции в слое, а Гч — скорость реакции в порах частицы катализатора, то = Гс ( — е), где е —порозность слоя. [c.318]

Этот критерий воспламенения представляется разумным. Можно также показать, что он имеет большое сходство с различными другими оправданными с физической точки зрения критериями, например, такими, как утверждение о том, что при воспламенении скорость тепловыделения при химических реакциях в слое должна быть равна скорости теплоотвода из слоя, обусловленного теплопроводностью. Очевидно, что сформулированное выше правило основано на весьма грубых предположениях, поэтому не будет удивительным 2-, 3-кратное превышение указанного критерия. Это правило может быть выражено формулой [c.252]

Гомогенная реакция в одной и более фазах Гетерогенная реакция на границе раздела двух фаз Гомогенная реакция с удалением продукта (например, экстракция жидкости жидкостью, стр. 157) Реакция на поверхности твердого катализатора (стр. 171) Массопередача с химической реакцией(например, химическая абсорбция газа, стр. 160) Реакции в слое псевдо-ожиженного твердого тела (например, сжигание углерода, стр. 181) [c.153]

Существенным фактором интенсификации процессов горения и газификации твердых топлив является скорость потока реагирующих газов. Увеличение скорости дутья ведет к росту коэффициентов диффузии. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции горения определяется не скоростью подвода кислорода, а скоростью химической реакции. [c.69]

Атомы слоя IV — заместители — в реакции не участвуют, но влияют, и иногда очень сильно, на скорость реакции в слое III. Это влияние сказывается на энергии связи, иногда внося лишь небольшую поправку, а иногда и сильно изменяя ее значение. Аналогичным влиянию заместителей является влияние атомов катализатора в слое I, не входящих в активный центр. Слой I является сложным. К нему относятся как глубинные атомы решетки кристаллического катализатора, так и атомы, соседние с активным центром атомы основного вещества катализатора разной степени непредельности, вызываемой разным положением на поверхности, разным числом соседей, и атомы добавок, образующих твердый раствор или отдельную фазу. К ним можно отнести и влияние носителей. Все эти соседние атомы вследствие деформации влияют на активный центр и на энергии связи его с атомами катализируемых молекул. [c.96]

Критерии оптимальности в виде функционалов. Решение ур. Эйлера. Многослойные адиабатические реакторы. Оптимальный температурный режим обратимых экзотермических реакций в слоях идеального вытеснения оптимальный температурный режим химических реакторов при наличии ограничений на область изменения температур и т. д. [c.142]

Как результат последней реакции, в слое отмечено наличие углерода в виде сажи. [c.168]

Осуществление каталитических реакций при нестационарном состоянии катализатора достигается путем попеременной обработки катализатора газовыми смесями различного состава, изменениями состава и (или) температуры исходной реакционной смеси и т. п. Одним из наиболее удобных способов реализации нестационарного процесса является создание движущегося фронта реакции по слою катализатора. Для того чтобы фронт не вышел из слоя, предлагается периодически изменять нанравленне подачи реакционной смеси. При таком методе проведения реакции в слое обеспечиваются высокие температуры даже при очень малых адиабатических разогревах смеси и низких входных температурах, время переключения составляет десятки минут, ноле температур хорошо приближается к теоретическому оптимальному, особенно для обратимых экзотермических процессов. Теоретические и экспериментальные результаты по нспользованию предложенного метода хорошо согласуются друг с другом. [c.4]

Существенным фактором, интенсифицирующим процессы горени [ и газификации твердых топлив, в ряде случаев можно считать также скорость потока реагирующих газов. В слоевых процессах скорость горония насколько высока и потребление кислорода в гетерогенных реакциях происходит так быстро и так активно, что длина кислородной зоны измеряется 2—3 диаметрами частиц, причем с повышением расхода дутья интенсивность гореиия углерода пропорционально возрастает (см. рис. 31). Практически скорость реагирования твердого топлпва в слое лимитируется только скоростью дутья и, следовательно, устойчивостью слоя кусков. Горение кокса в доменной печи, как известно, протекает при высоких темиературах (1600—2000°), и поэтому скорость процесса в основном оиределяется скоростью молярной диффузии, которая в свою очередь определяется скоростью дутья. Огромные скорости реакции твердых топлив, помимо благоприятных температурных условий, обеспечиваются высокими относительными скоростями между газом и частицами топлива. Высокие скорости обтекания газом кусков топлива, наряду с непрерывным подводом кнслорода к реакционной поверхиости, способствуют и отводу продуктов сгорания, в том числе и таких, как окись углерода, оказывающая тормозящее действие на горение углерода, и тем самым интенсифицируют слоевой процесс. Пределом скорости реакции в слое является переход в кинетический режим, когда суммарная скорость реакции будет определяться пе скоростью подвода окислителя, а скоростью химической реакцрш. Однако этого предела в кислородной зоне обычно достигнуть не удается, и практически суммарная скорость реакции в слое определяется, как раньше указывалось, такой скоростью подвода реагирующего газа, при которой сохраняется устойчивость залегания кусков топлива в слое. В зависимости от фракционного состава топлива критическая скорость газового потока, при которой теряется устойчивость частиц в слое, характеризуемая данными, приведенными [c.560]

Таким образом характерной особенностью реакций дробного порядка является конечная глубина проникновения реакции в слой материала, в то время как для реакций с тг 1 эта глубина по существу бесконечна, и эффективная глубина проникновения реакции означает лишь расстояние, на котором происходит заметное падение концентрации. [c.94]

Для наглядности мы можем ввести понятие эффективной глубины проникновения реакции в слой пористого материала Ь. [c.94]

С помощью только что введенного понятия эффективной глу бины проникновения реакции в слой материала мы можем дать формуле (II, 69) весьма наглядное истолкование. При увеличении истинной скорости реакции глубина проникновения уменьшается согласно (II, 70), она обратно пропорциональна корню квадратному из скорости реакции. Макроскопическая же скорость реакции пропорциональна произведению из истинной скорости реакции на глубину проникновения и, следовательно, увеличивается пропорционально корню квадратному из истинной скорости реакции. [c.95]

Подставляя это значение в уравнение (8. 18), придем к формуле (8. 20). Подсчеты, сделанные автором [126], показывают, что при значении Ве<20 в случае гетерогенной реакции в слое частиц погрешность при отбрасывании продольной молекулярной диффузии очень мала. [c.137]

Пока мы рассматривали только одну гетерогенную реакцию в слое — окисления углерода или восстановления двуокиси углерода. [c.382]

Подчеркнем, что энергия активации, с которой мы имеем депо при реакции в слое, отличается от энергии активации в случае реакции при постоянном давлении. Последняя имеет смысл теплоты образования активированного 1<омплекса из частиц спирта, находящихся в объеме. При реакции в слое исходным состоянием является метанол, адсорбированный на поверхности катализатора, и соответствующая энергия активации больше энергии активации при постоянном давлении на величину теплоты адсорбции спирта [c.325]

Увеличение объема продуктов реакции в слое реагирующих частиц приводит к уменьшению видимого порядка реакции. Этот вопрос нами был разобран в главе VII, при рассмотрении кинетики реакции восстановления углекислоты [432]. Теперь рассмотрим процесс реагирования в параллельных потоках газа и твердого топлива в движущемся слое, с учетом измепения объема продуктов реакции (см. рис. 81 а). Поток твердых частиц, как известно, равен [c.415]

Возможные побочные реакции в слое или надслоевом пространстве [c.391]

Поскольку в процессе глубокого окисления органических веществ вследствие экзотермичности реакции в слое катализатора могут развиваться высокие температуры, необходимо чтобы катализатор был термостойким. Обычно под термостойкостью катализатора подразумевают его способность сохранять свою активность в процессе работы при высоких температурах. К сожалению, многие катализаторы, обладающие большой начальной активностью, теряют ее в результате работы при высоких температурах, вследствие спекания и уменьшения поверхности. [c.10]

Одной из важнейших задач катализа является выяснение механизма отдельных частных реакций. Одной из таких реакций — окислению углеводородов — и посвящена эта статья. Нами изучалось полное окисление углеводородов, так называемая реакция сжигания, продуктами которой являются[ углекислый газ и вода. В литературе очень мало работ посвящено кинетике реакций каталитического сжигания углеводородов. Сильная экзотермичность этих реакций усложняет задачу изучения процесса окисления. В частично опубликованных работах нами развиты теоретические представления о протекании каталитических экзотермических реакций в слое контакта. [c.281]

Решение дифференциальных уравнений для двухмерного зернистого слоя представляет значительные трудности. В работе [128] получено численное решение с учетом экзотермической реакции в слое с сильным тепловьш эффектом, однако расчетная разница температур фаз не превышает 2°С при максимальной разности температур слоя и стенки трубы 52 °С.. Определение коэффициентов теплопроводности в зернистом слое на основе двухфазной модели [44] дало результаты на 4% выше, чем для квазигомогенной модели, в интервале Re, = 40 — 500. [c.170]

Синтез-газ нагревают до температуры реакции теплообменом с выходящим газом и газами реакции в слое катализатора в реакторе Казале, Нагретый газ проходит через слой катализатора, где протекает экзотермическая реакция синтеза метанола. [c.104]

Замена времени в кинетических уравнениях реакций, проводимых в стационарных условиях, на отношение длины реактора к линейной скорости потока для реакций в открытых системах возможна лишь в частном случае при идеальном вытеснении [75]. В этом случае каждый слой газа движется через реактор, не перемешиваясь с остальными слоями, а время реакции в слое равно времени его пребывания в реакторе. В реальных случаях реакции в потоке осложнены переносом реагирующих веществ вдоль потока [76], который может проявляться в различной степени вплоть до полного выравнивания концентраций в реакторе (случай идеального смешения). [c.97]

При наложении тока / состав раствора вблизи электрода начнет изменяться, и по истечении определенного промежутка времени, когда будет достигнуто стационарное состояние, активности участников электродной реакции в слое эаствора, примыкающем к электроду, прпмут новые постоянные значения а а, а в, а ь и а м. Потенциал равновесного электрода Ж будет теперь отвечать уравнению [c.300]

Проведение каталитических процессов в режиме формируюнде-гося и движущегося теплового фронта химических реакций в слое катализатора является одним из эффективных методов реализации нестационарных процессов. В Институте катализа разработана теория этого физического явления и предложены методы реализа ции способа в промышленных условиях. Периодическое изменение направления подачи реакционной смеси в слой позволяет удерживать тепловой фронт в зоне реакции как угодно долго, [c.260]

Одновременно с этим возникает небольшое количество фото электронов, которые в результате упругих и неупругих столкнове ний инициируют химические реакции в слое резиста. Пробег фото электронов составляет 100—200 нм и не лимитирует разрешения На разрешение сильно влияет полутень, изображенная на рис. 1.23 Поскольку источник имеет конечный размер и находится от маски на расстоянии В, край маски образует не четкую тень, а полутеневой переход а. Из данных рис. 1.23 и уравнения (1.16) эту полутень можно вычислить по уравнению (I. 17) [c.42]

Уилк И сотр. [218] описали методику идентификации ароматических соединений, которая заключается в проведении нескольких реакций окисления различными реагентами непосредственно на хроматограмме. Обзорная статья о проведении химических реакций в слое опубликована Далласом [45]. Следует упомянуть также о реакции в слое эпоксисоединений с фосфорной кислотой. Эта реакция используется для разделения пространственно-незатрудненных эпоксидов (реакция проходит за 5 мин) от пространственно-затрудненных эпоксисоединений, которые реагируют гораздо медленнее [20]. [c.120]

Интересным методом исследования является введение специальных добавок, имеющих целью воздействие на те или другие реакции в слое угольных частиц или угольном канале. К числу таких добавок принадлежат, вапример, так называемые ингибиторы, тормозящие химические реакции, в частности, реакцию горения окиси углерода (СС1 J) [ИЗ, 202, 211]. [c.166]

Очевидно, что порядок величины I опеделяет, во-первых, условия протекания процесса и характер зависимости скорости реакции от наблюдаемых переменных и, во-вторых, корректность излагаемого подхода к решению задачи. Если глубина проникновения реакции в слой настолько мала, что сравнима с диаметром отдельных пор йо, то пористый материал нельзя считать, как мы предполагали, квазиоднородным. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология