Массопередача при отсутствии химической реакции

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]

Следует еще остановиться на определении величины — межфазного коэффициента массопередачи в уравнении (10.11) — применительно к суспендированному катализатору. Поскольку в процессах с гетерогенным катализатором реакция идет на поверхности последнего, то перенос массы на границе фаз протекает в отсутствие-химической реакции. Поэтому для определения значения коэффициентов межфазного переноса в аппаратах с суспендированным катализатором, где велика доля жидкой фазы, инертной в отношении химической реакции, очевидно, можно пользоваться формулами для расчета межфазного массообмена, приведенными в гл. 12 настоящей книги. [c.188]

Указанные коэффициенты, приводимые обычно в литературе, относятся к чистым процессам массопередачи при отсутствии химической реакции и, следовательно, отражают перенос вещества только через пленку газа или жидкости. Связь между величинами и Сд для систем газ—жидкость выражается коэффициентом распределения, или при равновесных условиях константой Генри [c.372]

Обобщая опубликованные данные, можно сделать вывод, что значения ВЕП довольно велики в области 2 (см. рис. 303), но быстро уменьшаются с возрастанием частоты пульсаций до значений, соответствующих области 3 прн работе экстрактора в режиме, соответствующем области 3, ВЕП остается величиной почти постоянной и возрастает при переходе к режиму, отвечающему области 4 на рис. 303. При экстракции урана или плутония обычно = —0,6 лг при экстракции продуктов распада Я<о = 0,6—1,2 Л11 . Значения Ню зависят от физических свойств систем, скоростей потоков и конструкции аппарата. Торн-тон зо, Н7 показал, что для данной системы (в отсутствие химической реакции) опытные данные о массопередаче можно описать уравнением [c.595]

Поскольку в аппаратах с твердым катализатором реакция идет на поверхности последнего, то перенос массы на границе фаз протекает в отсутствие химической реакции. Поэтому для определения значений коэффициентов межфазного переноса в аппаратах с суспендированным катализатором, где велика доля жидкой фазы, инертной в отношении химической реакции, можно пользоваться формулами, принятыми для расчета чисто массообменных аппаратов, например из [5]. Для неподвижного слоя катализатора за неимением более точных и обоснованных выражений в первом приближении, видимо, можно использовать формулу (7) для расчета коэффициентов межфазного переноса при наличии химической реакции. Тогда будут получены нижние значения коэффициентов массопередачи, поскольку здесь не учитывается увеличение градиента концентраций между жидкостью и газом, получаемое за счет протекания химической реакции на катализаторе, объем которого сравним с объемом жидкой фазы. [c.82]

Рассмотрев соотношение скоростей массопередачи при химической реакции и в отсутствие ее, замечаем, что оно не зависит от Ке и (X и определяется величиной х [c.9]

Одним из положений современной теории массопередачи является предположение об аддитивности сопротивлений фаз. Как указано в статье Пратта (стр. 74—76), аддитивность соблюдается, если отсутствует химическая реакция на поверхности раздела фаз. С целью проверки этого положения Шервуд и Гордон 1 проводили опыты с 15 различными веществами, распределявшимися при перемешивании между изо-бутанолом и водой при этом поверхность раздела была преимущественно плоской и имела измеримую величину. Значения коэффициентов массоотдачи (полученные на той же системе без распределяемого третьего вещества) хорошо совпадали с расчетными, полученными графически путем [c.131]

Отношение скоростей массопередачи при химической реакции и в отсутствие ее не зависит от р, и Ке и определяется величиной я [c.144]

Между тем, как было показано в недавних работах [2—4], в случае массопередачи на ламинарно движущиеся капли и пузырьки при отсутствии химических реакций время релаксации диффузионного процесса равно (по порядку величины) времени прохождения каплей или пузырьком расстояния, равного их диаметру. В рамках модели проницания последнее время есть не что иное как время [c.145]

Массопередача при отсутствии химической реакции [c.192]

Согласно двухпленочной теории (рис. 39), концентрация (парциальное давление) изменяется лишь в пограничных пленках толщиной 61 и 62. При отсутствии химической реакции и стационарном состоянии массопередачи это изменение концентраций исходя из непрерывности диффузионного потока должно быть линейным. Тогда, применяя уравнение Фика к каждой из пограничных пленок, получим [c.193]

Если умножить на f обе части выведенных уравнений массопере-дачи и обозначить через = Гв/ и = Рг/ скорости и коэффициенты массообмена, отнесенные уже к единице объема, вид уравнений останется прежним. В этой форме их легко использовать для расчета массопередачи в гетерофазных системах в отсутствие химической реакции. [c.195]

Характерной чертой гетерофазных реакций является также слабая зависимость скоростей и коэффициентов массопередачи от температуры. Это связано с небольшим увеличением скорости молекул и коэффициентов молекулярной диффузии с температурой. При выражении соответствующих данных в координатах lgp — 1/Г кажущаяся энергия активации массопередачи в отсутствие химической реакции составляет всего 5 — 20 кДж/моль. [c.195]

Эта зависимость для разных значений аб изображена на рис. 45 (случай аб = О соответствует массопередаче в отсутствие химической реакции). Чем быстрее идет химическая реакция по сравнению с диффузией, тем круче изгиб кривых и тем больше градиент концентраций на их начальных участках. Это показывает, что рассмотренная в предыдущем разделе приближенная обработка переходной области реакции с линейным изменением концентраций в [c.207]

При сравнении последних уравнений с ранее выведенным для случая массопередачи в отсутствие химической реакции видно, что сопротивление, составляющее знаменатель уравнений, остается неизменным. Однако движущая сила процесса , выраженная величиной в числителе, при наличии мгновенной химической реакции существенно возрастает. [c.263]

Как и раньше, обе части выведенных уравнений можно умножить на удельную поверхность контакта фаз и получить аналогичные зависимости объемных скоростей реакции от объемных коэффициентов массообмена. Отсюда ясно, что скорость рассматриваемого процесса должна сильно зависеть от интенсивности перемешивания или линейной скорости газа в свободном сечении при его барботировании через жидкость. Эта связь такая же, как при массопередаче в отсутствие химической реакции, что показывает путь интенсификации подобных процессов. [c.263]

Такое положение наблюдается также для умеренно быстрых реакций, когда достаточно интенсивна наружная массопередача (при высокой скорости движения жидкости через частицы), а сопротивление диффузии внутри частицы довольно мало (при высокой внутренней пористости и малом диаметре частицы). Если скорость химической реакции велика по сравнению с физическим транспортом вещества, то реакция будет происходить во внешнем слое частицы. В предельном случае, когда реакция мгновенна, она протекает только на наружной поверхности частицы при этом внутренняя поверхность никакой роли не играет и как бы отсутствует. [c.172]

Кривые показывают, что степень использования внутренней поверхности катализатора снижается по мере увеличения скорости химической реакции и физического сопротивления движению реагента. Кроме того, видно, что в данной системе реагенты — катализатор увеличение фактора эффективности связано с размером частицы и в меньшей степени — с коэффициентом массопередачи р [последний приблизительно нронорционален Изменение этих двух параметров в опытах по исследованию превращения позволило установить, что физический перенос влияет на полную скорость превращения. Таким образом, если на скорость превращения не влияет скорость движения жидкости, то можно утверждать, что торможение внешней массопередачей отсутствует внутренняя диффузия, однако, может быть ограничивающим фактором. Чтобы получить окончательное решение, исследуют влияние диаметра частиц. [c.177]

Знак перед г и, следовательно, эффект химической реакции зависят от того, привадит последняя к рождению или исчезновению диффундирующего вещества . Массопередача ускоряется при наличии химического источника в исчерпываемой фазе и химического стока в извлекающей, так как при этом увеличиваются градиенты концентраций в каждой из фаз. Фактор ускорения (отношение коэффициента массоотдачи с химической реакцией к коэффициенту массоотдачи при отсутствии реакции) зависит от типа реакции и от ее скорости. С увеличением последней возрастает, приобретая для мгновенных необратимых реакций предельное значение, равное Е . [c.164]

Влияние температуры иа фазовое состояние имеет значение для многих процессов химической технологии. Повышение температуры применяется в химической технике так же, как способ изменения фазового состояния реагирующих веществ, в первую очередь для резкого увеличения скорости диффузии и, следовательно, интенсификации массопередачи. Высокие температуры являются иногда единственным средством практического осуществления многих твердофазных процессов, которые при низких температурах и отсутствии жидкой фазы (расплава), идут с малыми скоростями. К таким процессам относятся, например, спекание н сплавление в производстве керамики, вяжущих веществ, глинозема. Возникновение небольших количеств жидкой фазы при спекании или при сплавлении твердых веществ приводит к значительному возрастанию коэффициентов диффузии и поверхности контакта фаз, в результате чего завершаются химические реакции и окончательно формируется продукт — керамический материал, минерал цементного клинкера, алюминатный спек и т. п. Большую роль в ускорении реакций. между твердыми веществами играет появление и участие в реакциях газовой фазы, также резко увеличивающей скорость диффузии и поверхность соприкосновения фаз. В доменном процессе, например, основные реакции протекают с участием газов (СО2, СО, водорода), которые, подымаясь снизу вверх в печи, омывают зерна твердого материала. [c.198]

Массопередача при протекании химической реакции в жидкости как правило ускоряется. Проиллюстрировать причину этого ускорения проще всего в рамках пленочной модели. На рис. 19,2, а показаны два профиля концентрации поглощаемого вещества в пограничном слое жидкости у границы с газом (газ — слева). Как в отсутствие реакции, так и при ее протекании приняты одни и те же значения концентрации поглощаемого компонента в массе жидкости Ся и на границе раздела фаз Сп. При поглощении без реакции, т. е. при физической абсорбции (кривая 1), концентрация изменяется прямолинейно в соответствии с уравнением (15.19)—см. рис. 15.6. Наличие химической реакции приведет к тому, что поглощаемый компонент будет вступать в реакцию в пограничном слое. Теперь уже падение концентрации вызывается не только переносом, но и реакцией. Поэтому профиль концентрации искривляется (см. рис. 19, а, кривая 2). Это приводит к увеличению градиента концентрации у границы раздела фаз и соответственно — к росту скорости переноса. [c.219]

Процесс массопередачи может происходить как при отсутствии, так и при наличии химической реакции, протекающей [c.75]

Т. е. уравнение (V-16) превращается в уравнение физической абсорбции. Таким образом, очень медленная химическая реакция не влияет на коэффициент массопередачи, и в этом случае процесс описывается уравнениями, выведенными в предыдущем разделе для условия, что реакция в пограничной пленке отсутствует- [c.261]

Теоретический анализ показал [126], что возникновение нестабильности поверхности зависит от соотношения вязкостей и соотношения коэффициентов диффузии для обеих фаз, а также от величины и знака производной йо йС и от направления массопередачи. Выделение тепла на границе фаз ведет к стабилизации поверхности, а при его поглощении поверхность становится нестабильной [127]. При протекании химической реакции поверхность, стабильная в отсутствие реакции, может стать нестабильной [128]. [c.107]

Перенос вещества через поверхность раздела фаз. Предположение о равновесии на границе фаз соответствует отсутствию сопротивления массопередаче при переносе вещества через поверхность. Поверхность раздела может оказывать сопротивление переносу вещества вследствие протекания на ней химической реакции, адсорбции или по другим причинам, физический механизм которых недостаточно изучен [17]. Если граница раздела фаз оказывает [c.351]

Условия возникновения неустойчивости поверхности раздела фаз зависят от соотношения вязкостей фаз, коэффициентов диффузии в них, а также от величины и знака поверхностной активности da/d и направления массопередачи. При наличии гетерогенных или гомогенных химических реакций поверхность, стабильная в их отсутствие, может потерять устойчивость [42], что приводит к усилению массопереноса [44]. Даже при незначительном торможении массопереноса в объемах фаз, например при наличии интенсивного турбулентного перемешивания, за счет эффекта Марангони удается уменьшить диффузионное сопротивление массопередаче на самой межфазной границе и тем самым интенсифицировать массообмен в целом [45]. [c.353]

Пленочная модель дает неплохие результаты при расчете скорости массопередачи при наличии химической реакции, если определять толщину пленки 6 при тех же условиях, но в отсутствии реакции. Модель пригодна для оценки влияния скорости массопередачи на теплопередачу. [c.356]

Реакторы периодического действия, периодически загружаемые реагентами и периодически освобождаемые от продуктов реакции, представляют собой закрытые системы, так как в ходе химического превращения в них отсутствует массопередача. [c.15]

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]

Здесь Ф — фактор ускорения, определяемый отношением потока вещества при наличии химической реакции к величине диффузионного потока при отсутствии химической реакции М = s=k2 2oDi K-, С20 — начальная концентрация хемосорбента к—. коэффициент массопередачи в фазе, где протекает химическая реакция Ф , — асимптотическое значение величины Ф, соответствующее мгновенной химической реакции., [c.127]

Отметим, что выведенные в данном разделе уравнения применимы для химических реакций, описываемых любыми кинетическими уравнениями и порядками. При формальном подборе для скорости выражения простого типа г=1ЙСа"аСу"а они дадут формальные порядки реакции от первого до дробного по Y и от нулевого до дробного по А. Зависимость скорости реакций от температуры такая же, как при массопередаче в отсутствие химической реакции. Энергия активации оказывается равной 4— 20 кДж/моль, что характерно для этой чисто диффузионной области гетерофазного процесса. [c.263]

Для скорости массопередачи в турбулентном потоке жидкости с постоянно насыщенной поверхностью, в отсутствие химической реакции в растворе, Дэнквертс выводит уравнение [c.128]

Оба эти метода дают возможность выявить основные различия в активности, связанные со значительными изменениями какого-либо одного параметра (химического состава, структурных свойств и т. д.), если остальные параметры остаются без изменения. Вместе с тем сложной взаимосвязи между процессами сорбции, диффузии и, химической реакцией они не отражают. Более надежным способом, позволяющим избежать неправильных выводов при сравнении катализаторов с нестабильной во времени активностью, является экстраполяция конверсии на нулевое время. Этот метод обычно используют в тех случаях, когда реакция проводится в дифференциальном, а не интегральном реакторе. Однако, как правило, применяется он значительно реже, хотя известно, к какой путанице может привести, например, определение влияния соотношения Si/Al на каталитические свойства деалюминированного морденита, если однозначный способ определения активности отсутствует. Еще меньше можно назвать работ, в которых были проведены кинетические определения зависимости констант скоростей от скорости подачи сырья или парциальных давлений исходных компонентов -й продуктов реакции. Между тем, сравнивая активности, часто дйпускают, что реакции имеют первый порядок, и пересчитывают измеренные степени превращения в константы скорости. Принято также определять температурную зависимость активности и подставлять данные по конверсии при различных температурах в уравнение Аррениуса. Такой расчет будет правильным, если используются только начальные конверсии, потому что в этом случае можно избежать неточностей из-за разной скорости дезактивации катализаторов при различных температурах. Но даже и тогда расчет энергии активации совсем не обязательно приведет к Д,, характерной для данной химической реакции, которая протекает на определенном типе активных центров. Полученная величина Еа может в значительной степени отражать ограничения, связанные с диффузией и массопередачей. [c.56]

В случае, когда массопередача протекает намного быстрее химической реакции, между концентрациями веществ в каждой фазе устанавливается равновесие, соответствующее уравнению (У-1), и общая скорость процесса лимитируется наиболее медленной макростадией самой химической реакции, протекающей в объеме. Такая область гетерофазных процессов называется кинетической. Она легко достигается для сравнительно медленных химических процессов (гидролиз и другие реакции хлорпроизводных, сульфирование серной кислотой, окисление молекулярным кислородом и др.), которые из-за отсутствия диффузионных торможений имеют в этих условиях наивысшую скорость. [c.248]

Отсутствию ясности в вопросе о ПС способствовал не только недостаток надежных методов его определения, но порой и неудачный выбор объектов исследования [56—58]. Действительно, трудно измерить поверхностное сопротивление при изучении стационарной (или квазистационарной) массопередачи бензойной и уксусной кис-лрт не только потому, что акты ассоциации и диссоциации кислот очень быстры, по и вследствие того, что эти реакции могут протекать одновременно как на поверхности, так и в объеме фаз. Другими словами, массоперенос и реакция не являются последовательными процессами, а диффузионное и химическое сопротивление не аддитивны. Недавно Шуман и Штробель [61 ] показали, что при изучении массопередачи уксусной кислоты и ацетона между водой и некоторыми органическими растворителями результаты экспериментов хорошо описываются без привлечения понятия о ПС. Однако Нитш [62] нашел, что в начальные моменты времени массопередачи уксусной, муравьиной, пропиоиовой и масляной кислот, поверхностное сопротивление измеримо и его значение составляет 23—63 с/см. [c.389]

При абсорбции, сопровождающейся химичесвой реакцией, установлено [6,7], что движущая сила процесса определяется ханже составом раствора (химической емкостью поглотителя) и должна учитывать влияние обеих фаз ва сушларную сворость массопередачи. "Истинный" воэффициент массопередачи, являющийся коэффициентом пропорциональности в уравнении сворости процесса,ве должен зависеть от химичесвой емкости раствора и вонцентрации поглощаемого компонента в газовой фазе. В литературе, в сожалению, отсутствуют сведения о зависимости Кд и при десорбции брома от изменения концентрации брома в газовой и жвдвой фазах, однако шеется указание ва изменение Кд при ступенчатой отдувке брома [4]. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология