Влияние внутренне-диффузионных факторов на скорость процессов

Экспериментальные данные по окислению кокса на поверхности катализатора при удельном расходе воздуха 200 объемов на объем катализатора в час и температуре выше 500° С показывают прямолинейную зависимость времени окисления от степени регенерации до 75—80% (рис. 1). При глубине окисления кокса выше 75—80% наблюдается отклонение от прямолинейной зависимости. Это связано с ростом влияния внутренних диффузионных и кинетических факторов с углублением процесса. Независимость скорости окисления кокса до 75—80%-ной глубины от фракционного состава катализатора и содержания кокса на катализаторе при удельном расходе воздуха 200 объемов на объем катализатора в час и темне- [c.54]

Это связано с ростом влияния внутренних диффузионных и кинетических факторов с углублением процесса. Независимость скорости окисления кокса до 75—80%-ной глубины от фракционного состава катализатора и содержания кокса на катализаторе при удельном расходе воздуха 200 объемов на объем катализатора в час и темпе- [c.54]

При высоких температурах, достаточной объемной скорости воздуха и при достаточно большом количестве отложенного кокса скорость реакции высока и не лимитирует процесса выжига отложений с катализатора. В этих условиях (которые часто встречаются на практике) процесс окисления кокса протекает во внутренней диффузионной области. Наконец, при низких объемных скоростях воздуха, высокой температуре и повышенном количестве отложенного кокса (что также нередко наблюдается в промышленных регенераторах) значительное влияние начинают оказывать внешние диффузионные факторы. При этом окисление кокса переходит во внешнюю диффузионную область. [c.172]

В литературе по ионообменным процессам рассматриваются многочисленные случаи кинетики внутреннего переноса в зернах ионитов при влиянии не только диффузионного переноса, но и переноса за счет электродиффузионного потенциала, с учетом влияния двойного электрического слоя на внешней границе зерна, с заметной ролью внешнедиффузионного сопротивления и т. д. Многочисленность кинетических вариантов здесь определяется тем обстоятельством, что для различных структур ионитов и разнообразных условий проведения процесса возможны различные комбинации существенно влияющих на суммарный процесс эффектов, а те или иные эффекты могут быть приняты пренебрежимо малыми. Действительно, только при чисто диффузионной определяющей кинетике возможны режимы, когда заметное влияние на суммарную скорость процесса оказывает только сопротивление внутренней диффузии в других случаях скорость процесса ионного обмена определяется суммарным сопротивлением наружного и внутреннего переноса компонента, а в иных случаях определяющим фактором может стать одно только наружное сопротивление в различных комбинациях могут рассматриваться обратимые или необратимые химические реакции, комплексообразования и т. д. Так, при [c.251]

В противоположных случаях, когда В1 > 50, можно пренебречь относительно малым значением наружного диффузионного сопротивления и при анализе процесса принимать во внимание только сопротивление переносу влаги внутри капиллярно-пористого материала. В условиях такой внутренней задачи увеличивать скорость удаления влаги из материала можно только за счет уменьшения внутреннего сопротивления влагопереносу. Это удается сделать только измельчением частиц сушимого материала (разумеется, если это возможно), поскольку изменять внутреннюю пористую структуру материала практически невозможно влияние внешних факторов на величину внутреннего сопротивления при этом незначительно. Некоторая интенсификация процесса сушки все же возможна и здесь - путем повышения температуры сушильного агента, что обычно приводит к повышению температуры внутри влажного материала, а следовательно, - к уменьшению вязкости жидкой влаги, что снижает потери на трение при перемещении влаги по капиллярно-пористой структуре. Условия, соответствующие внутренней задаче процесса сушки, наиболее типичны для материалов с сильной связью между влагой и микропористой структурой материала (древесина, полиамиды, пропилен и т. п.). [c.573]

Влияние внутренней диффузии. В реальных условиях контактного процесса влияние внешнедиффузионных факторов на скорость реакции незначительно — менее 3%. Диффузионное сопротивление уменьшается с ростом массовой скорости газового потока при высоких парциальных давлениях реагентов, лри малых значениях скоростей реакции и размера зерна катализатора [101, 102]. [c.160]

Реальные каталитические процессы, как отмечалось выше, проводятся с участием частиц катализатора, имеющего развитую внутреннюю пористую структуру. При правильно организованном процессе химическая реакция должна происходить во всем объеме зерен катализатора. Если предположить, что внешние условия у наружной поверхности частиц не оказывают влияния на общую скорость процесса, то основными факторами, определяющими интенсивность химического превращения, будут диффузионный перенос реагента, от концентрации которого зависит скорость химической реакции, и перенос теплоты. [c.160]

Вместе с тем необходимо иметь в виду, что высокая энергия связи является лишь одним из факторов, определяющих диффузионную подвижность. Особенно большое влияние на эту характеристику твердого тела оказывает присутствие дефектов. Очевидно, что в области металла, где имеются дефекты, упаковка атомов является менее плотной, а связь между атомами ослаблена. Поэтому в таких областях диффузионная подвижность повышена по сравнению с металлом, не содержащим дефектов. Такое повышение подвижности наблюдается на границах зерен и блоков, вблизи дислокаций и в областях вблизи внутренних границ фаз (например, по границам карбидных включений в решетке металла). Различные дефекты являются теми областями кристалла, где энергия активации процесса диффузии оказывается меньшей, чем в объеме кристалла. Однако доля этих областей невелика, ее величина входит как множитель в предэкспоненциальный множитель Во. При высоких температурах, скорость суммарного диффузионного процесса определяется величиной >о (так как дробь Е/НТ стремится к нулю и, следовательно, множитель — [c.346]

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]

При высоких температурах процесс реагирования нротекает с большой скоростью, не успевает проникнуть внутрь и сосредоточивается на внешней поверхности. Это дает возможность пренебречь влиянием внутриобъемного реагирования. Но процесс реагирования при более высоких температурах осложняется сильным влиянием диффузии и в связи с этим — скорости н гидродинамики потока газа, а также вторичных реакций. Поэтому при исследовании реакций при высоких температурах большое значение имеет отделение влияния физических факторов, в основном диффузии, от чисто химических. Для того, чтобы наиболее просто и правильно выявить взаимосвязь между диффузией и кинетикой, исследование гетерогенных реакций и в особенности процесса горения углерода и, сопутствующих ему вторичных реакций проводилось в определенных простейших геометрических формах шарик, обтекаемый реагирующим газом (так называемая внешняя задача), канал, стенки которого реагируют с протекающим внутри пего газом (так называемая внутренняя задача), слой из шариков, продуваемый реагирующим газом, и т. д. Применяя для описания процесса дифференциальные уравнения диффузии совместно с граничными условиями, выражающими прямую связь между количеством диффундирующего газа и скоростью реакции на поверхности шарика, канала и т. п. (см. гл. VI), удалось получить хорошее соответствие теории с многочисленными экснериментальными данными [59] и др. В особенности большой вклад в разработку диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения внесли Нредводителев и его сотрудники [59], а также Чуханов, Франк-Каменецкий [87], Зельдович и другие советские ученые. Но следует заметить, что математическая обработка экспериментальных данных с помощью диффузионно-кинетической теории горения отнюдь не даст возможности судить об элементарных химических актах (адсорбции, собственно химической реакции и т. д). На основе ее мы можем получить только суммарные константы скорости реакций (включая адсорбцию и внутриобъемное реагирование) и соответствующие величины видимых энергий активаций й суммарного порядка реакции. [c.161]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология