Кинетика массопередачи влияние химических реакций

Известно, что экстракция — сложный гетерогенный процесс, скорость которого определяется соотношением скоростей массопередачи и химической реакции. Поэтому изучение кинетики экстракции необходимо проводить так, чтобы исключить, по возможности, влияние одной из стадий на общую скорость процесса. [c.202]

Влияние изменения соотношения объемов фаз зависит от того определяется процесс кинетикой химической реакции или массопередачей, местом реакции и растворимостью продуктов реакции в обеих фазах. В результате эту зависимость трудно использовать п с ее помощью редко удается получить удовлетворительный результат. Если процесс контролируется химической кинетикой и ограничивается одной фазой, а отношение объемов фаз не меняется в результате реакции, то скорость получения продукта будет зависеть только от времени пребывания фазы, в которой протекает реакция. Она не будет зависеть от времени пребывания другой фазы н от соотношения объемов фаз. [c.375]

Обычные значения коэффициентов массопередачи лежат в пределах 10 —10 см/с, что соответствует общему сопротивлению 100—1000 с/см. Химическая гетерогенная реакция первого или псевдопервого порядка, обратное значение константы скорости которой сравнимо с значением этого сопротивления, будет оказывать ощутимое влияние на скорость экстракции. Такую реакцию обычно называют медленной, понимая под этим лишь сравнимость времени релаксации химического и диффузионного процессов. В кинетике гомогенных химических реакций принято условно делить все реакции на быстрые и медленные. Гомогенные реакции первого порядка, имеющие константу скорости выше 10 с , считаются быстрыми для их исследования требуются специальные методы, отличающиеся от традиционных [70]. [c.391]

При этом действительная химическая кинетика ие оказывает влияния на скорость процесса массопередачи. В уравнении (2.65) выражение в скобках есть предельное значение коэффициента ускорения Ут- Это область протекания очень быстрой (мгновенной) химической реакции. Терминология, предлагаемая [c.36]

Скорость любой химической реакции определяется сложной зависимостью между скоростью собственно химического процесса и таких физических факторов, как перенос массы и теплопередача. При расчетах делается допущение, что термодинамическое рассмотрение применимо как для химического равновесия, так и для кинетики суммарной реакции. Эффекты массопередачи можно рассчитать теоретически для определенных моделей реагирующих систем и сравнить результаты с соответствующими данными, полученными на промышленных и лабораторных установках. Эти данные говорят о влиянии таких параметров процесса, как скорость газового потока и температуры предварительного нагрева газа перед вводом в реактор [7] выявляется возможность видоизменения модели таким образом, чтобы она более точно соответствовала реальной реагирующей системе. Однако в большинстве работ по химической кинетике реакций газификации углеродов роль физических факторов, как правило, учитывается лишь частично или совсем не учитывается. Этот вопрос подробно рассматривается ниже. Следует заметить, что имеются большие расхождения кинетических данных различных авторов, что в значительной степени обусловлено неодинаковыми условиями опыта и трудностями, с которыми связан строгий учет всех сопутствующих физических факторов. [c.213]

Последним доказательством применимости уравнений химической кинетики должно являться в нашем случае более сильное влияние температуры на величины коэффициентов массопередачи, по сравнению с соответствующей зависимостью Для диффузионной кинетики. Поставленные опыты по определению коэффициентов массопередачи при различных температурах показали, что значение энергии активации колеблется в пределах 0,7—8,0 ккал. Такие значения очень малы, и это, казалось, противоречит представлению о том, что катионообменная экстракция определяется медленной химической реакцией. Однако не следует забывать, что в гетерогенных процессах действующие вещества разобщены. Поэтому химическая реакция протекает в очень небольшой области, расположенной вблизи границы раздела фаз, и реализация удачных столкновений молекул осуществляется только в одном направлении — в сторону другой фазы. В гомогенных же процессах активные молекулы могут гораздо быстрее вступить во взаимодействие по всему объему фазы, двигаясь в любом направлении. Таким образом, медленность химических реакций определяется не природой действующих веществ, а условиями, в которых она протекает. [c.95]

Классическая химическая кинетика рассматривает химические реакции в идеализированных условиях. Чтобы выявить истинный химический механизм процесса, необходимо прежде всего исключить влияние факторов, способных дополнительно усложнить картину протекания процесса. Такими факторами прежде всего являются физические процессы теплопередачи, массопередачи и диффузии. Устранение этих факторов достигается путем применения специальных методов проведения эксперимента. [c.47]

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]

К существенным теоретическим выводам этой главы относятся закономерности кинетики протекания химической реакции первого порядка, когда растворенные молекулы диффундируют от межфазной границы в жидкую фазу, и реакции второго порядка при взаимодействии растворенных молекул газа с нелетучим реагентом, который находится в жидкой фазе и диффундирует к границе раздела, где встречается с поступающими молекулами газа. Показано, что в этих двух случаях влияние реакции может быть совершенно различным и что скорость массопередачи может быть не пропорциональна движущей силе, особенно при протекании бимолекулярной реакции. Рассмотрены примеры применения теории, включая определение скоростей абсорбции оксидов азота в воде и в растворах кислот, анализ абсорбции диоксида углерода щелочными буферными системами, а также процесса окисления сульфита железа в водном растворе. [c.332]

При совместном влиянии внешней диффузии и химической кинетики общее уравнение скорости может быть получено исходя из непрерывности потока в стационарных условиях на поверхности катализатора может прореагировать только то количество вещества, которое будет к ней подведено в результате массопередачи из потока, т. е. Г0 = Гз. Для реакции первого порядка А->-В в области небольших заполнений поверхности (область Генри) будем иметь [c.302]

Ускоряющее влияние реакций связывания переносимого компонента в извлекающей фазе на кинетику его массопередачи вначале было доказано исследованиями в области хемосорбции труднорастворимых газов [2—4]. Разработанные при этом теории в дальнейшем без существенных изменений были перенесены на процессы экстракции с химическими реакциями [6, 117, 118, 152, 153]. В частности. Шарма [118], используя теорию хемосорбции Данквертса [156 — 158], обсудил влияние необратимой реакции второго порядка в извлекающей фазе на скорость массопередачи вещества при экстракции. Еще раньше Раал и Джонсон [152] вывели уравнение скоростп экстракции при наличии обратимой реакции димеризации экстрагируемого вещества в органической фазе, а Оландер учел обратимые реакции сольватации [151 ] и димеризации [153]. [c.381]

Поляризационную характеристику этого процесса легко получить, исключив активность промежуточного продукта X — аналогично. тому, как это делается при рассмотрении консеку-тивных реакций в химической кинетике. Реакция (1) была количественно рассмотрена Феттером [1], а Хард [2] позже распространил эти расчеты на процессы, включающие более двух последовательных стадий. Ниже будет использоваться уравнение (31) гл. VII, причем все двойнослойные эффекты будут включены в наблюдаемые токи обмена /д и 1 последовательных стадий (1а) и (16). Влияние массопередачи учитываться не будет. Поскольку обе реакции (1а) и (16) вносят свой вклад в ток обмена, получаем [c.192]