Концентрация реагентов и коэффициент ускорения

Методы интенсификации процессов абсорбции и десорбции зависят, в частности, от того, в какой области, диффузионной или кинетической, идет процесс. Если абсорбция протекает в кинетической области, т. е. сопровождается химическими реакциями, скорость которых меньше скоростей диффузии, то основными методами интенсификации являются обычные приемы увеличения скорости химических реакций повышение температуры, концентрации реагентов, давления, а также и применение катализаторов. Для ускорения абсорбционных процессов в диффузионной и переходной областях применяют иные методы в соответствии с иным характером движущей силы и коэффициента скорости процесса. Основными методами интенсификации этих процессов являются [c.163]

Ускоряющее действие катализаторов специфично и. принципиально отличается от действия других параметров, влияющих на скорость процессов — температуры, давления, исходной концентрации реагентов, степени перемешивания и др. Повышение температуры, например, это универсальное средство интенсификации, увеличивающее как константу скорости химической реакции, так и коэффициент массопередачи. Но повышение температуры ограничено термостойкостью материалов и смещением равновесия, ведущим к снижению движущей силы экзотермических обратимых процессов. Применение катализаторов — прием ускорения химических реакций, не имеющий ограничений и наиболее эффективный в присутствии катализаторов возможно ускорение химических реакций в миллионы раз. Вследствие изменения механизма реакции в присутствии катализаторов понижается энергия активации. [c.143]

Рис. 2.4. Влияние концентрации реагентов Аж, i ж, Рж на коэффициент ускорения массопередачи у при а = =1

Приемы ускорения абсорбционно-десорбционных процессов зависят от области протекания процесса. В кинетической области, когда абсорбция сопровождается медленной химической реакцией, для ее ускорения повышают температуру, начальные концентрации реагентов, давление. Скорость абсорбции в диффузионной области увеличивают а) развитием межфазной поверхности б) турбулизацией и интенсивным перемешиванием газа и жидкости для повышения коэффициента массопередачи в) понижением температуры для увеличения движущей силы процесса Ар или АС (снижения р или С ) г) повышением начальной концентрации поглощаемого компонента в газе рт.я или общего давления Р. [c.114]

С другой стороны, если У М <<( В ЧгА ) ]/концентрация реагента практически не меняется вплоть до самой поверхности и равна В . Реакция тогда имеет псевдо-ш-й порядок с X (В )" и / Если вычисленные значения коэффициента ускорения Е для этого случая выразить графически в зависимости от]/ М для значений т от О до 3, то можно убедиться, что Е не зависит от т (с точностью в пределах 3%). На рис. И1-9 представлена соответствующая усредненная кривая. [c.58]

Уравнение (2.39) практически не накладывает ограничений на состав жидкой фазы. Скорость массопередачи можно рассчитать для произвольного сочетания концентраций реагентов. При использовании уравнения (2.39) для расчета массопередачи с обратимой реакцией не требуется предварительно определять максимальное значение коэффициента ускорения как это рекомендует П. Данквертс [6]. [c.28]

Восстановление Ри (VI) двухвалентным оловом в хлорнокислой среде протекает очень медленно, однако С1 -ионы сильно катализируют эту реакцию при концентрации НС1, равной Ш, период полупревращения реакции составляет всего 1,5 сек. В отличие от этой реакции восстановление уранила двухвалентным оловом не зависит от концентрации С1 -ионов, а также от концентрации ионов водорода. Ускорение реакции с ростом стехиометрической концентрации НС1 объясняется увеличением коэффициентов активности ионов реагентов. В 1 М растворе НС1 скорость реакции Д 31 очень мала половина U (VI) восстанавливается за 70 суток. [c.280]

С другой стороны, высокие концентрации реагирующих веществ могут быть использованы для ускорения реакций, характеризующихся небольшими константами скоростей. Однако при высоких концентрациях реагентов изменение коэффициентов активности может затруднить математическую обработку результатов. Этот вопрос недавно обсуждался при разработке кинетических методов анализа смеси аминов на основе реакции взаимодействия иодистого метила с аминами [28]. [c.20]

Такая зависимость I от 1 была подтверждена экспериментально. Уравнения (1-42) и (1-45) предсказывают, что эффективное перемешивание сократит время, необходимое для проведения электрохимической реакции, путем уменьшения б и соответственного увеличения р. Из уравнения (1-45) очевидно, что время электродной реакции можно сократить при высоком значении отношения Л/У. Толщина диффузионного слоя снижается также и при повышении температуры, так как эта величина является функцией вязкости раствора, которая при этом уменьшается. Повышение температуры способствует ускорению электрохимической реакции вследствие уменьшения О, для которого температурный коэффициент имеет порядок 2% на градус. Из приведенных формул следует, что время, необходимое для завершения электрохимической реакции, не будет зависеть от начальной концентрации реагента (так как р не является функцией концентрации), и это было подтверждено экспериментально. [c.45]

Введем обозначения Шг —скорость реакции, кмоль-м -ч Ч У с —скорость реакционной массы, м /ч р — плотность, кг/м g — ускорение свободного падения, м/с= Ср —удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж-кг -К (ккал-кг -— тепловой эффект реакции знак плюс — для экзотермической реакции знак минус — для эндотермической реакции, Дж/кмоль (ккал/кмоль) Т — температура реакционной массы, К(°С) — температура охлаждающего агента, К(°С) с — концентрация реагента, кмоль/м Ку — коэффициент теплопередачи от реакционной массы к охлаждающему агенту, Вт-м 2.к -> (ккал-м-2-°С- -ч- ) — поверхность теплообмена, м Р — поверхность теплообмена на единицу длины, м /м [c.334]

При химической реакции в жидкой фазе может достигаться равновесие. В этом случае для оценки влияния скорости взаимодействия на скорость массопереноса через границу раздела фаз необходимо рассчитывать процесс диффузии как для реагентов, так и для продуктов реакции. В разделе 8.6 уже отмечалось, что если реакция имеет первый порядок и протекает в обоих направлениях, то наличие обратного взаимодействия не только лимитирует граничную концентрацию летучих частиц при равновесии с газовой фазой, но и определяет максимальный коэффициент ускорения 0, ограничивая его значением 1 + К, где К — константа равновесия, вытекающая из закона действия масс. [c.370]

Отрицательный температурный коэффициент характерен для самых разнообразных реакций в замороженных растворах. Ускорение реакции с понижением температуры вызвано кристаллизацией растворителя, уменьшением объема жидкой фазы и, как следствие, концентрированием реагентов в жидкой фазе. Чем ниже температура, тем меньше объем жидкой фазы и выше концентрация реагентов. С понижением температуры ниже точки плавления растворителя, с одной стороны, растет концентрация реагентов вследствие уменьшения объема жидкой фазы, с другой — уменьшается константа скорости реакции. Отрицательный температурный коэффициент наблюдается тогда, когда ускорение реакции из-за концентрирования реагентов превалирует над ее замедлением из-за уменьшения константы скорости. Когда концентрирование достигает такой степени, что образуется эвтектическая смесь, которая кристаллизуется, то дальнейшее снижение температуры приводит к снижению скорости реакции. Вследствие этого для температурной зависимости скорости реакции в замороженных растворах характерен экстремальный характер с Т =-- Гщих. при которой скорость реакции максимальна (рис. 3). [c.39]

Расчет коэффициента ускорения и скорости абсорбции может быть выполнен для произвольного сочетания концентраций реагентов при условии, что 1ЛГ2 > АГ1 . Результаты расчета по уравнению (П,80) хорошо согласуются с результатами решения системы уравнений конвективной диффузии, полученными [30] с помощью ЭВМ. Коэффициент ускорения а зависит от скорости химической реакции и степени турбулизации жидкости. В предельных случаях возможны собственные упрощения. В табл. П-6 приведены уравнения, рекомендуемые для расчета коэффициентов ускорения в конкретных технологических процессах. [c.63]

Изучение микрогранулометрического состава суперфосфата, приготовленного с применением кислоты разной концентрации, позволило объяснить ускорение процесса образования суперфосфата при использовании кислоты более низкой концентрации, чем применяемая обычно. Показаночто при разложении апатитового концентрата 61,7%-ной Н2504 (при норме 70 вес. ч. моногидрата) в лабораторных условиях с имитацией непрерывного смешения реагентов коэффициент разложения в суперфосфате после 3—7 дней хранения достигает 93,5—95%. При еще меньшей концентрации кислоты (40—50%-ная Н2504) можно получить уже в камерном суперфосфате до 90% разложения апатита. Такой суперфосфат с влажностью 16—20% может быть использован непосредственно для получения гранулированного продукта (стр. 867). [c.57]

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]

С такой трактовкой автороввряд ли можно согласиться, так как симбатно остаточному содержанию водородных ионов растет гидратация ионита, что приводит к разрыхлению его пространственной сетки и к увеличению расстояния между активными группами. Следовательно, с увеличением в ионите концентрации противоионов Н+ влияние внутренней диффуг зии на кинетику реакции разложения эфира должно скорее ослабляться, чем усиливаться. На наш взгляд, описанные закономерности- являются аномалиями, обусловленными влиянием набухаемости полимеров на величину коэффициента распределения реагентов или же усилением блокирования активных центров компонентами реакционной смеси по мере ускорения реакции. В результате блокирования эффективная концентрация каталитически активных ионов становится меньше их общей концентрации, а это должно привести к снижению удельной константы скорости катализируемой реакции. [c.43]

В работе [136] дополнительное ускорение массопередачи при протекании в жидкости химической реакции связывается не с действием капиллярных сил, а с наличием стефановского потока. Анализ массопередачи с мгновенной химической реакцией (при значениях коэффициента ускорения массопередачи 10 ) проведен для пленочной модели с учетом конвективного переноса в поперечном направлении. Показано, что значения коэффициента ускорения массопередачи могут повышаться (особенно при высоких концентрациях реагентов) и понижаться (в зависимости от стехиометрии реакции). Выводы указанной работы не представляются достаточно убедительными. В частности, они не могут объяснить существенное различие скоростей массопередачи для систем СО2 — МЭА и СО2 — NaOH при сопоставимых условиях, хотя константы скорости химических реакций в этих системах близки между собой. [c.101]

В работах В. В. Кафарова и В. А. Реутского [54, 179, 180, 196] продольное перемешивание в хемосорбционных процессах предлагается учитывать при помощи ячеечной модели (симметричной или асимметричной) на основе зонного принципа. Суть последнего заключается в том, что кинетический расчет ведется по зонам, в каждой из которых предполагается определенная и постоянная область протекания химической реакции. Математический аппарат упрощается, поскольку коэффициент ускорения можно представить в виде сравнительно несложных элементарных функций концентрации реагентов. Однако установление границы между зонами в значительной степени произвольно и часто требует проведения итерационных расчетов. Кроме того, сам принцип ступенчатого изменения области протекания реакции противоречит физической картине процесса. [c.160]

В приведенных выше уравнениях обозначены ау — скорость реакции, кмоль-м . -ь скорость реакционной массы, м /ч р — плотность, кг-с -м ц — ускорение свободного падения, м/с Ср — теплоемкость при постоянном давлении, Дж-кг" -К" (ккал кг" -°С" ) АЯ — тепловой эффект реакции знак (+) — для экзотермической реакции знак (—) — для эндотермической реакции, Дж/кмоль (ккал/кмоль) I — температура реакционной массы, °С t s, — температура охлаждающего агента, С с — концентрация реагента, кмоль/м Ку — коэффициент теплопередача от реакционной массы к охлаждающему агенту, Дж-м 2-К" (ккал-м 2-°С" -ч ) р — поверхность теплообмена, м Р — поверхность теплообмена на единицу длины, м /м f —площадь поперечного сечения потока в реакторе, м . [c.324]

Для заметного ускорения реакции концентрация катализатора не обязательно должна быть значительною. Например, USO4 в концентрации 10 М заметно ускоряет окисление Na SjOa кислородом воздуха в водном растворе. Присутствие в столь малых концентрациях вещества, не являющегося формально участником реакции, не изменяет коэффициентов активности реагентов и продуктов. Вследствие этого концентрационная константа равновесия не изменяется, т. е. катализатор не смещает химическое равновесие, он способствует лищь более быстрому его достижению. [c.757]

Высокая плотность положительного заряда на поверхности мицеллы бромида цетилтриметиламмония должна стабилизировать отрицательно заряженные ионы и переходные комплексы, так что в этих случаях наблюдаемое ускорение реакций можно рассматривать как результат возрастания локальной концентрации ионов гидроксила вблизи субстрата, адсорбированного на поверхности мицеллы. Активность иона гидроксила должна быть постоянной для системы в целом, так что понижение коэффициента активности вблизи мицеллы должно приводить к возрастанию концентрации ионов гидроксила в этой области. Ускорение можно описать более непосредственно как следствие понижения коэффициента активности переходного комплекса реакции на поверхности мицеллы по сравнению с коэффициентами активности реагентов в объеме раствора. Это понижение вызывается гидрофобным взаимодействием с неполярными компонентами и электростатическим с заряжен-ныхми колшонентами переходного состояния. Этот вид бифункционального взаимодействия с малой молекулой, различные части которой при посредстве разных механизмов стабилизированы каждая в своем микроокружении на макромолекуле, по-видимому, полностью аналогичен взаимодействию субстратов с активными центрами ферментов. [c.311]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология