Кинетика массопередачи с необратимой реакцией

Метод, использованный при выводе уравнения (2.39), позволяет получить более общее решение в отношении химической кинетики. Однако этот метод, сводящий задачу к решению уравнения (2.16), принципиально не позволяет найти распределение концентраций по у. Для нахождения указанных распределений рекомендуются другие приближенные методы, описанные в работах [44—46]. Приведем результаты одной из работ [45], в которой для модели кратковременного контакта фаз найдены распределения А у) и В [у) при массопередаче с необратимой реакцией второго порядка. Так, для передаваемого компонента [c.45]

Анализ результатов опытов [7, 8], полученных в широком диапазоне изменения М/Я (на два порядка) и числа Не, позволяет сделать вывод об удовлетворительном для инженерных расчетов соответствии опытных данных уравнению (2.58) и в случае проявления эффекта поверхностной конвекции. Опытные и теоретические коэффициенты ускорения массопередачи согласуются с точностью 20%. Необходимо отметить, что, как следует из табл. 4.3 и рис. 4.21, использование р, полученных по обычной методике, т. е. без учета поверхностной конвекции [63, 72, 173—176], приводит к значительному расхождению теории и опыта (в некоторых случаях в 3—3,5 раза). Результаты убедительно свидетельствуют о необходимости учета поверхностной конвекции при расчете кинетики массопередачи с необратимой химической реакцией. [c.130]

Кинетика массопередачи с химической реакцией. При расчете процессов хемосорбции обычно приходится иметь дело с необратимыми простыми и сложными реакциями первого и второго порядков. [c.59]

Общий теоретический подход при анализе динамики внутреннего переноса заключается в решении уравнений, описывающих одновременное протекание массопереноса и химической реакции в порах. Рассмотрим [15, с. 129] наиболее простой случай — реакцию в сферической грануле радиуса г — при следующих допущениях гранула находится в изотермических условиях диффузия в пористой структуре подчиняется первому закону Фика и характеризуется постоянным по всей грануле эффективным коэффициентом диффузии Оэфф, форма которого зависит от условий массопередачи внутри поры (кнудсеновское, объемное или вынужденное течение) в реакции участвует один реагент А, она необратима и ее истинная кинетика описывается степенной функцией концентрации вещества А, т. е. скорость реакции равна ks , где — истинная константа скорости на единицу поверхности катализатора система находится в стационарном состоянии, т. е. изменение массовой скорости потока в результате диффузии, (например, к центру гранулы) равно скорости реакции внутри поры. В рамках этой модели получено аналитическое выражение для т] [c.88]

Проведен анализ более сложных случаев хемосорбции. Рассмотрена кинетика процесса одновременной хемосорбции двух компонентов газа с параллельными необратимыми химическими реакциями в жидкой фазе. Сопоставление приближенных аналитических и численных решений позволило рекомендовать инженерные методы расчета взаимосвязанных коэффициентов ускорения массопередачи двух передаваемых компонентов газовой фазы в зависимости от степени исчерпывания хемосорбента на границе раздела фаз. [c.222]

При быстром необратимом отравлении катализатора яд оседает главным образом в устье пор отравление селективно выходят из строя наиболее доступные участки поверхности. Чтобы подойти к активной внутренней поверхности зерна, реагент должен продиффундировать сквозь отравленные участки пор, прилегающие к внешней поверхности частицы. Толщина отравленной зоны, равная 6, создает диффузионное сопротивление б //), Массопередача от внешней поверхности частицы к внешней границе части зерна катализатора, сохранившей активность, идет с эффективной константой скорости р = ) /б и при достаточно большом 6 может стать лимитирующей стадией. При этом, очевидно, имитируется внешнедиффузионная кинетика, но, разумеется, не появляется характерная для внешнедиффузионной области зависимость скорости реакции от линейной скорости потока. [c.136]

Скорость реакции, выраженная количеством полученного продукта за единицу времени (нисходящая кривая), составляет в начале процесса значительную ординату, а через некоторое время — лишь ординату Мп- При приближении к равновесию или при снижении концентрации исходных веществ в необратимых процессах скорость реакции стремится к нулю. Производственный процесс нецелесообразно вести со столь малой скоростью, поэтому его и не доводят до равновесия. Кривые на рис. 20 ориентировочно выражают кинетику процесса во времени как для химических реакций, так и для любой межфазной массопередачи, протекающей в аппаратах периодического действия (в изолированной системе) или в проточных аппаратах, близких по режиму к аппаратам идеального вытеснения (см. стр. 65). [c.81]

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]

Известные в литературе случаи кинетики массопередачи с необратимой реакцией вытекают из приводимых в этой главе уравнений, носящих более общий характер. Особое внимание уделено мало исследованному, но практически важному вопросу кинетики массопередачи с обратимой реакцией. Так, представляет определенный интерес вывод о применимости для инженерных целей метода расчета, рекомендованного Данкверт-сом ранее этот результат был проверен в ограниченном диапазоне изменения параметров и основывался скорее на интуитивных предположениях, чем на логических предпосылках. [c.18]

Анализ, выполненный Секором и Бойтлером [34], показал, что во многих случаях величина коэффициента ускорения массопередачи 7 относительно мало чувствительна к величинам константы равновесия К, стехиометрического параметра М, отношения коэффициентов диффузии реагентов и порядка реакции, если процессы сравниваются при одинаковых асимптотических значениях коэффициента ускорения т- На этом основании П. Данквертс [6] предложил метод расчета кинетики массопередачи с обратимой реакцией, процедура которого относительно проста и заключается в следующем необходимо определить предельное значение коэффициента ускорения и далее использовать аналитическую или графическую зависимость 7—(ЯМ) для массопередачи с необратимой реакцией. Данквертс не получил надежного обоснования возможности использования метода для практически важного случая, когда концентрации реагентов существенно отличны от нуля и уровень обратимости хемосорбционного процесса весьма высок. Такое обоснование получено в работе [59] для более общего случая (Лж О, ж= 0, Рх=9 0) на основе сопоставления результатов расчета коэффициентов ускорения массопередачи по уравнению (2.40) и методу Данквертса. [c.41]

Проиллюстрируем подход к описанию кинетики на простейшем примере массопередачи в результате нестационарной молекулярной диффузии, происходящей в направлении оси х в квазибеско-нечных фазах. Положим, что перенос вещества А из фазы I в фазу 2 сопровождается необратимой реакцией первого (псевдо-первого) порядка А—уВ в извлекающей фазе (рис. 1П.1, схема а). Такая задача возникает, например, при исследовании,и описании кинетики реэкстракции неорганических веществ. Полагают, что разрушение экстрагируемых комплексов может происходить в результате их взаимодействия в водной фазе с большим избытком реагента, которым служит либо вода, либо специально вводимые в нее комплексообразователи. [c.165]

В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85]