Кинетика массопередачи со сложными реакциями

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]

Кинетика массопередачи со сложными химическими реакциями в жидкой фазе [c.75]

По-видимому, в наиболее общей форме кинетика массопередачи со сложной химической реакцией изучена в работе Г. Я. Мироновой с сотрудниками [37]. Авторы получили численное решение системы уравнений типа (2.2) — (2.5) для массопередачи с обратимыми последовательно-параллельными реакциями вида [c.87]

В книге приведено теоретическое и экспериментальное обоснование и практическое применение метода расчета и моделирования сложных хемосорбционных процессов разделения газовых смесей. Метод основан на изучении закономерностей кинетики массопередачи с химической реакцией произвольной скорости. [c.220]

В работе [52] представлена модель процесса хлорирования этилена, включающая реакции хлорирования этилена и продуктов его хлорирования и представляющая сложную систему параллельно-последовательных реакций. Модель базируется на пленочной теории протекания процесса в барботажном реакторе в системе жидкость-—газ и предполагает знание констант скорости и массопередачи. Считается, что все реакции идут в жидкой фазе, кинетика их сложна, но скорости всех реакций описываются уравнениями второго порядка (первые — по реагентам). [c.55]

Разность Снас—С=ДС называется движущей силой процесса, что вытекает из физически очевидного предположения о том, что реагируют сталкивающиеся молекулы, ионы или другие частицы, а число столкновений зависит от концентрации этих частиц. В соответствии с основным постулатом химической кинетики скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. В гетерогенных процессах массопередачи в системе твердое — жидкость изменение концентрации компонентов различно в прямо-, противоточных и перекрестных процессах. Поэтому различны и формулы, определяющие движущую силу процесса, во многих случаях они более сложны. [c.27]

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]

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]

Модель, основанная на анализе физико-химических закономерностей процессов, протекающих в технологическом звене, как следует из ее определения, строится на основании известных законов, определяющих связи между входами и выходами объекта. Этими законами являются балансы вещества и энергии, уравнения гидродинамики, теплопередачи, массопередачи и химической кинетики. Для построения такой модели необходимо располагать большим количеством данных о процессе знать геометрические размеры аппаратуры, расходы поступающих в аппараты веществ, коэффициенты массо- и теплопередачи, кинетику протекающих реакций. По виду уравнений связи полученная модель может быть достаточно сложной. [c.15]

Спекание идет при нагревании смесей твердых кристаллических веществ ниже температуры их плавления. Механизм и кинетика процессов спекания очень сложны, так как химическое взаимодействие в смеси твердых веществ, зависящее от ее состава, отличается от химических реакций в жидкой и газовой фазах и имеет ряд особенностей. Взаимодействие, протекающее на поверхности раздела сосуществующих фаз, гетерогенно, зависит от пространственного расположения масс реагирующих компонентов и связано с возникновением новых фаз. Для осуществления химической реакции необходима массопередача — частицы реагентов должны перемещаться в зоне взаимодействия через разделяющие среды (внешняя диффузия) и внутри зерен (внутренняя диффузия). При этом возможны два не исключающих друг друга случая. [c.432]

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]

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]

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]

После 1947 года для изучения очень быстрых реакций был разработан целый ряд приборов, и представляется более важным скорее их использовать, нежели продолжать дальнейшее усовершенствование и создание более сложного оборудования. Проблемы, техники и применения нового оборудования к хорошо известным электродным процессам должны были бы привлекать меньше внимания, нежели более фундаментальные задачи. Тем не менее методические достижения и решения сложных математических проблем, связанных с массопередачей, играли весьма заметную роль в развитии кинетики электродных процессов. Работа Долина, Эршлера и Фрумкина (1940) об импедансе водородного электрода была преддверием к серии работ, которые начали появляться с 1947 г. и касались использования измерения фарадеевского импеданса для исследования относительно быстрых электродных процессов (Рэндле, Эршлер). В ряде лабораторий были разработаны и другие методы (Геришер, Баркер и др.). Кинетическая интерпретация результатов полярографических измерений позволила превратить классическую полярографию в полезный метод изучения кинетики электродных процессов. Однако такое применение полярографии затруднялось в ряде случаев необходимостью добавлять подавители полярографических максимумов. [c.15]

Таким образом, для вычисления макроскопической скорости реакции, идущей на неравнодоступной поверхности, недостаточно знать химическую кинетику процесса и средний коэффициент массопередачи. Единственно строгим методом расчета, как отмечалось в п. 1, является решение уравнения конвективной диффузии в пограничном слое с граничным условием, учитывающим скорость химических превращений. Решение этой задачи для полубесконечной пластины, обтекаемой ламинарным потоком жидкости [1], показывает, что эффективная толщина пограничного слоя зависит не только от физических свойств потока и скорости его движения, но и от скорости химической реакции на поверхности. Приближенное решение той же задачи для газового потока с ламинарным и турбулентным пограничным слоем получено в работах [5, 6]. Попытки строгого решения задачи для тел более сложной формы, а также учета разогрева реагирующей смеси и поверхности катализатора за счет тепла реакции наталкиваются на серьезные затруднения.-Поэтому до сих пор все расчеты и исследования диффузионной [c.123]

Сложный случай смешанной кинетики, когда реакция совершается одновременно и на границе раздела фаз и в пространстве, занимаемом водной фазой, возможен, но вероятнее всего, что основная доля веществ прореагирует на границе раздела фаз, так как в противном случае коэффициент массонередач , рассчитанный по опытным данным, не сохранял бы удовлетворительного постоянства (сказывалось бы влияние реакций, протекающих в водной фазе). Расчет коэффициентов массопередачи приводится ниже. [c.293]

Осйойной задачей, решаемой в химической технологии, является оптимальное проектирование. Сама цо себе задач а сложная, и ее решение возможно при разумном сочетаний теоретических и экспериментальных исследований даже с изготовлением лаборатор ной или пилотной установки. Данные, которые можно получить на основании фундаментальных законов термодинамики кинетики химических реакций, тепло- и массопереноса далеко не достаточны, чтобы, например, решать задачу проектирования реактора или ректификационной колонны. Так, механизм сложной химиче-с кой реакции, константы скоростей стадий реакции могут быть Устайовлены чаш е всего только при наличии экспериментальных кйнётйчёских данных. Аналогично при проектировании ректификационной колонны параметрами, определяемыми по экспериментальным данным, являются константы фазового равновесия, коэффициенты массопередачи и т. д. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология