Коэффициент и параметры хемосорбции

Поскольку значения фактора ускорения, рассчитанные из решения системы уравнений (6.69)-(6.72), близки к данным, полученным по пенетрационной теории, то для процесса хемосорбции при умеренных значениях константы скорости реакции величину Ф также можно представить приближенной зависимостью (6-51). Роль гидродинамики потока в этом случае проявляется через параметр М, в котором коэффициент массопередачи определен в зависимости от условий обтекания частицы [c.275]

Основные цели, преследуемые дальнейшим обсуждением, заключаются в анализе механизма хемосорбции, в рассмотрении влияния химических и физических свойств систем на скорость абсорбции и в расчете этой скорости для различных условий. Ниже будет также показано, как результаты измерения скорости абсорбции могут быть использованы для определения таких физико-химических параметров, как константы скорости реакции и коэффициенты диффузии, а также для нахождения коэффициентов массопередачи и поверхности контакта фаз. [c.16]

Рассмотрены главные этапы развития термодинамической теории электрокапиллярности. Представлены основные уравнения электрокапиллярности для идеально поляризуемого и обратимого электродов, а также соотношения, вытекающие из этих уравнений. Обсужден физический смысл величин, входящих в уравнения электрокапиллярности идеально поляризуемого и обратимого электродов. На примере электродов из металлов группы платины и амальгам таллия продемонстрированы пути и результаты проверки термодинамической теории электрокапиллярности для обратимых систем. Показано, что термодинамический подход к явлениям хемосорбции с переносом части заряда адсорбированных частиц на поверхность металла позволяет определить формальный коэффициент переноса заряда, который отражает как долю заряда, перешедшего с адсорбирующейся частицы на электрод, так и вызванное процессом адсорбции изменение параметров двойного электрического слоя на границе электрод—раствор. Обсуждены экспериментальные данные, иллюстрирующие различие между поверхностным натяжением и обратимой поверхностной работой для твердых металлов. [c.215]

Считается, что коэффициент ускорения к, определенный опытным путем для конкретного процесса, учитывает влияние всех факторов на параметры хемосорбционного процесса и включает в себя все отличия от процесса физической сорбции. Поэтому в остальном расчет аппарата хемосорбции выполняется как для обычного абсорбера. [c.360]

Таким образом, несмотря на увеличение Рж в 7,5/4,46=1,6 раза, связанное с ростом Кбж вдвое, скорость хемосорбции практически не увеличивается (коэффициент ускорения уменьшается в 1,58 раза). Полученный результат объясняется тем, что нри заданном соотношении параметров М и Я процесс массопередачи практически не зависит от гидродинамических условий. [c.69]

Одномерная диффузионная модель во многих случаях достаточно полно отражает физическую сущность массопередачи в колонных аппаратах. По-видимому, использование однопараметрической модели обеспечивает для большинства практических задач разумное сочетание ясности физической картины, возможности сравнительно несложного определения параметров модели и доступности математического решения. Как показано в гл. 6, метод расчета массопередачи с химической реакцией в жидкой фазе, основанный на использовании системы уравнений (5.6) и (5.7) с коэффициентом ускорения массопередачи, определяемым уравнением (2.58), обеспечивает надежность решения практических вопросов хемосорбции и может быть положен в основу математического моделирования химико-технологических процессов. [c.159]

Теоретические решения дают возможность оперативно оценить скорость процесса без проведения трудоемких опытов но хемосорбции, В ряде случаев уже получены положительные результаты, например при поглощении СО2 из технологического газа щелочными хемосорбентами [14, 47, 203, 209, 213, 220], селективном извлечении Н25 из природного газа [65, 103], поглощении ЗОг из дымовых газов, озонировании цианида калия и фенола [64], получении уксусного ангидрида [66], нри селективном извлечении циклогексана [192] и др. Теоретический подход может быть скооперирован с эмпирическим. Так, результаты расчета, выполненного на основе математического описания процесса, могут быть представлены в виде зависимостей, коэффициентов массопередачи от ряда определяющих параметров. В результаты эмпирических исследований могут вноситься поправки теоретического характера, например на изменение давления в аппарате. [c.169]

В целом результаты сопоставления расчетных и фактических показателей для широкого рабочего диапазона изменения определяющих параметров позволяют сделать вывод о возможности моделирования процесса хемосорбции СО2 водным раствором МАЭ в тарельчатых аппаратах. Появляется возможность выявить резервы действующего оборудования (как правило, большие запасы объясняются моделированием аппаратов на основе эмпирических значений коэффициента массопередачи) и обосновать перспективные направления (см. гл. 7). [c.184]

Установлен качественный и количественный характер зависимости скорости хемосорбции от определяющих параметров процесса, выявлены особенности поведения коэффициента ускорения [c.221]

Разработан метод кинетического расчета массообменных аппаратов для хемосорбционного разделения газов. Метод основан на использовании теоретического значения ускорения массопередачи за счет протекания химической реакции. Метод учитывает принципиальную особенность хемосорбционных процессов изменение кинетических закономерностей в жидкой фазе, движущей силы процесса, коэффициентов массопередачи, соотношения фазовых сопротивлений по высоте аппарата. Учтена специфика влияния реальной структуры потоков газа и жидкости на эффективность хемосорбционных процессов. По предложенной методике коэффициент извлечения передаваемого компонента, степень насыщения хемосорбента и характер распределения концентраций по высоте аппарата определяются при необратимой хемосорбции в зависимости от следующих безразмерных параметров кинетических, стехиометрического, диффузионного и гидродинамических (числа Боденштейна для жидкой и газовой фазы). В общем виде процесс описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. [c.224]

Несмотря на широкое применение уравнений изотермы Лангмюра в практике кинетических исследований, полученные с их помощью уравнения скоростей реакций далеко не всегда приводят к однозначным результатам, особенно при значительных изменениях кинетических параметров процесса. Это объясняется тем, что ранее принятые допущения об однородности адсорбционной поверхности и отсутствии взаимодействия друг с другом хемосорбированных молекул в действительности не выполняются. Неоднородность поверхности здесь понимается в том смысле, что различные участки ее характеризуются разными теплотами хемосорбции и адсорбционными коэффициентами. При этом заполнение поверхности идет последовательно от участков с максимальными теплотами адсорбции к участкам с меньшими величинами. В соответствии с этим и теплота адсорбции также будет изменяться в зависимости от доли заполнения участков с различной теплотой адсорбции на поверхности катализатора. Очевидно, что в этих условиях значение величины А, будет зависеть от изменения температуры и концентрации реагирующих веществ. Поэтому и кажущаяся энергия активации оказывается пригодной лишь для аппроксимации кинетического уравнения в некоторой ограниченной области изменения параметров процесса. [c.80]

При выводе уравнений ММ аппаратов учитывают гидродинамические режимы перемещения веществ скорости химических превращений, диффузии, передачи тепла, хемосорбции и т. д. уравнения материального и энергетического (теплового) баланса уравнения фазовых превращений и др. В функции / входят (в явной или косвенной форме) основные конструктивные размеры аппарата (поверхности теплообмена, диаметры и длины труб реакторов и т. п.). Чем детальнее и полнее неформальная ММ, тем сложнее структура / и выше размерность вектора а, компонентами которого являются параметры уравнений кинетики (константы скоростей, энергии активации, коэффициенты диффузии и т. п.) и характеристики веществ (теплоемкости, плотности и т. д.). [c.248]

Проектирование насадочных аппаратов для процессов хемосорбции ведется аналогично расчету обычных насадочных абсорберов для процессов физической абсорбции. При этом колонна рассматривается как объект с сосредоточенными параметрами с постоянным механизмом массообмена и соответствующим ему постоянным кинетическим коэффициентом, с той лишь разницей, что при хемосорбции этот коэффициент корректируется на некоторую величину. [c.215]

Несмотря на различную физико-химическую природу рассмотренных выше процессов, разработка математических моделей каждого из них и методология определения параметров во многих аспектах имеет много общего. Прежде всего для каждого из процессов характерны такие этапы, как исследование условий химического и фазового равновесия, причем для большинства из пих по единой методологии и одним и тем же моделям оценка гидродинамической структуры систем с двумя (и более) фазами применительно к выбранному типу оборудования оценка параметров кинетических закономерностей (коэффициентов массопередачи, площади поверхности раздела фаз, коэффициентов диффузии и т. д.) для учета реальных условий массоиереноса установление механизма химических реакций и оценка параметров (для процессов химического превращения, хеморектификации, хемосорбции), выбор разделяющего агента (для комплексов с разделяющими агентами). [c.94]

Колебания количества фракций на колонну (1) составляют до 507о относительно среднего значения, на колонну (2) — 10—Э07о на колонну (3) —до 50% частота этих колебаний изменяется от одного раза в трое суток до трех— пяти раз в сутки. Колебания содержания дивинила во фракциях составляют на колонну (1) — 5 2% на колонну (2) — 12,8 2% на колонну (3) — 87,5 4%. На низкочастотные колебания содержания дивинила во фракциях, определяемые работой предыдущих цехов, накладываются высокочастотные колебания, определяемые переключением емкостей с фракциями на колонну ( 1) через 6 час, на колонну (2) — через 1,5—2 час. Аналитическая зависимость качественных показателей от параметров процесса не определена, однако имеется критерий, который в некоторой степени связывает качественные показатели и параметры процесса. Это экономический критерий, переменная составляющая себестои.мости единицы дивинила-концентрата. Этот критерий определяется соотношением фракции — поглотительный раствор и коэффициентом извлечения дивинила К , который зависит от качественных показателей процесса хемосорбции у1 и у2 и среднего содержания дивинила во фракциях. Коэффициент нзвлече-ппя дивинила однозначно определяет потери дивинила с бу-тиленами К = 1—К - Этот критерий позволяет оценить влияние различных параметров процесса на его экономику и с учетом технологических особенностей и ограничений сформулировать задачу управления процессом в следующей форме при заданных нагрузках по фракциям обеспечить заданное [c.238]

Второй способ кинетического расчета абсорберов основан на пс-пользовании коэффициентов массоотдачи и реальной движущей силы. Этот метод более сложен, но точнее отражает влияние параметров на скорость абсорбции. При а <] 0,5 (необратимая хемосорбция) рекомендуется применять численный метод (стр. 70) при с > 0,5 для расчета коэффициента ускорепия рекомендуется использовать уравнение (11,8.3), причем А = [СОд], В == [ККН.,I, [c.152]

По найденным параметрам системы находят коэффициенты ускорения (х) ири хемосорбции НзЗ и СО2 на контактной сту-иени ио уравнениям [110, 5], а затем коэффициенты массоие-редачи. [c.313]

В некоторых работах [65, 86—88] кинетика двухкомпонентной хемосорбции анализируется с более общих позиций. Из интересных сообщений следует отметить возможность появления максимума зависимости коэффициента ускорения от кинетического параметра в отличие от монотонно возрастающей зависимости у (Я) для хемосорбции одного компонента [87]. Однако приближенные аналитические решения, полученные в указанных работах, фактически не могут быть в общем случае рекомендованы для расчета скорости поглощения каждого из компонентов. Так, вывод К. Онда с сотруд. [87] о справедливости полученного ими приближенного аналитического решения в произвольной области протекания процесса нельзя считать убедительным. [c.76]

Авторы сопоставили результаты расчетов коэффициента ускорения, выполненных аналитически и численно. Однако последнее решение получено для крайне ограниченного диапазона изменения параметров (1<Ял=Яс<30 Лр = Ср Вж1Ар = = Вж/Ср=10 стехиометрические коэффициенты равны). При принятых условиях задача сводится к отысканию у для случая поглощения одного компонента, где хорошее согласие аналитического и численного решений было известью и ранее [35]. По указанным причинам использование имеющихся решений в настоящее время затруднено. Поэтому в инженерных расчетах двухкомпонентной хемосорбции, как правило, ориентируются на эмпирические данные, что в связи с большим числом независимых переменных сильно осложняет моделирование процесса. Поэтому ниже полученные приближенные решения сопоставлены с численными решениями для установления границ применения расчетных уравнений. Физически обосновано, что границы применения того или иного аналитического решения зависят от интенсивности расхода хемосорбента, косвенно характеризуемой величиной его безразмерной концентрации на поверхности раздела Вр/Вж- [c.76]

Анализ системы уравнений (3.1) — (3.3) показывает, что в общем случае кинетические закономерности двухкомпонентной хемосорбции определяются величиной безразмерных параметров Ма, Мс, вв = Вв/Г>А, с = Ов/Ос, Яа и Яс. в гл. 2 показано применительно к хемосорбции одного компонента, что расчет скорости поглощения может быть сведен к раздельному определению Рж и у, причем значения у не слишком чувствительны к виду модели, особенно при 0вл 1. Это позволяет искать у на основе упрощенных, но доступных для решения моделей. Ввиду сложности получения даже приближенного решения системы дифференциальных уравнений (3.1) — (3.3) коэффициенты ускорения уа и ус целесообразно искать без учета конвективного переноса вещества. [c.77]

Анализ явления поверхностной конвекции указывает на необходимость учета увеличения скорости массопередачи не только для массообменного, но и для хемосорбционного процесса. Первая попытка применения экспериментальных значений Рж, полученных в условиях хемосорбции, для анализа данных по кинетике хемосорбцип была сделана в работе П. Бриана [140], но для ограниченного диапазона изменения параметров (7 = = 5—10 Л4 = 0,75 и 1,5). В результате этого были скорректированы значения коэффициентов ускорения массопередачи. [c.129]

Недавно Сладек [323] разработал общую корреляцию для коэффициента поверхностной диффузии, с помощью которой ему удалось объединить данные и по физической адсорбции, и по хемосорбции для весьма разнообразных систем. Эта корреляция представлена на рис. 1-8. Так как поверхностная миграция связана с прочностью адсорбции, то использована зависимость В от параметра д1тНТ. [c.57]

При расчете процесса хемосорбции VO I3 на силикагеле в реакторе периодического действия масса слоя силикагеля М и диаметр аппарата D считаются заданными. Кроме того, должны быть заданы следующие параметры, характеризующие условия протекания реакции и физико-химические свойства взаимодействующих фаз концентрация VO I3 в газовой фазе на входе в реактор с х, фиктивная скорость газового потока W, коэффициент диффузии мо.текул VO I3, средний диаметр гранул силикагеля d ,, кажущаяся и насьшная плотности силикагеля Рка., Рнас., максимально возможная для данной марки силикаге ш концентрация ванадия в твердой фазе/1. [c.269]

Из приведенных результатов ясно, что обычное изображение активационных барьеров, как образованных пересечением кривых потенциальной энергии для начальных и конечных состояний системы, явлж тся существенно дезориентирующим. Для процессов обсуждаемого типа оно, очевидно, полностью лишено содержания, так как коэффициент переноса не имеет никакого отношения к наклонам кривых начального и конечного состояний разряжающейся частицы. В действительности для электростатически связанных комплексов ионов с водой оказывается, что члены в энергии, отвечающие внутренней гидратпой оболочке, дают лишь исчезающе малый вклад в энергию активации процесса перехода электрона, а главный член обусловлен взаимодействием меняющегося заряда иопа с создаваемым им полем ненасыщенного диэлектрика. При таком подходе мы но существу рассматриваем электронную плотность, связанную с ядром иопа, как реакционный параметр. Неучет изменения этого параметра при изображении путей активации, отвечающих обмену электронов, приводит к ошибкам такого же рода, как указанная Ф. Ф. Волькенштейном ошибка в случае применения диаграммы Леннард-Джонса для процессов молекулярной хемосорбции, а именно — рисуемый активационный барьер является, строго говоря, обманом зрения, так как энергетический профиль содерншт два различных предельных значения непрерывно изменяющегося параметра. [c.130]