Зажигание реакции

Вернемся к рис. III.3. Если постепенно повышать температуру ядра потока Т о, то реакция останется в кинетической области до тех нор пока прямая теплоотвода, сдвигаясь вправо, не достигнет положения 4, после чего произойдет скачкообразное повышение температуры и процесс перейдет во внешнедиффузионный режим. Это явление называется зажиганием реакции. Обратную картину мы наблюдаем, начав с прямой 5 и снижая температуру потока. Когда прямая теплоотвода сдвинется до положения 2, реакция скачком перейдет из внешнедиффузионного режима в кинетический с соответствующим резким снижением температуры поверхности [c.117]

Знак плюс в формуле (III.58) дает безразмерную температуру поверхности во внешнедиффузионном, а знак минус — в кинетическом режиме в критических точках, соответственно, затухания и зажигания реакции. При малых значениях параметра максимального разогрева (0 4) функция ф (0) монотонна и существует только один стационарный режим процесса. При этом безразмерная температура поверхности 0 плавно возрастает с уменьшением параметра (1 (т. е. увеличением температуры ядра потока) от 0 = О при [д, = оо до 0 = 0 при = 0. При 0 > 4 температура поверхности непрерывно возрастает только до достижения критической температуры поверхности, определяемой меньшим значением 0 в формуле (III.58), после чего скачком повышается до температуры, соответствующей верхнему температурному режиму. Если активная [c.119]

Из определения параметра Н легко видеть, что наиболее опасным местом, где следует проверять неравенство Н < является вход реактора. В дальнейшем, по мере уменьшения концентрации исходного вещества, величина Я монотонно уменьшается (если только не считать случаев автокатализа и торможения реакции исходным веществом). Согласно сказанному выше, при Н > (на входе реактора) должны наблюдаться температурные пики в лобовом слое (явление практически весьма распространенное). Вопрос о том, приведет ли образование пика к переходу процесса в диффузионный режим, зависит от того, будет ли точка зажигания реакции достигнута раньше, чем начнет выполняться неравенство Я С Я . [c.256]

В случае сильно экзотермических реакций, когда одновременно существует несколько стационарных режимов процесса на активной поверхности, может оказаться, что выбранное оптимальное значение соответствует неустойчивому режиму гетерогенной реакции. В этом случае надо учесть верхнее ограничение температуры, определяемое условием зажигания реакции (см. раздел II 1.3). [c.380]

Таким образом, стационарное состояние, соответствующее средним значениям разогрева поверхности, в экзотермическом процессе неустойчиво, и возможны лишь два режима, обеспечивающие протекание реакции в кинетической или диффузионной области. Если постепенно повышать температуру ядра потока Tf, реакция остается в кинетической области, пока прямая теплоотвода, сдвигаясь вправо, не достигнет положения А (рис. III. 3), после чего произойдет скачкообразное повышение температуры поверхности и процесс перейдет в диффузионную область. Это явление называется зажиганием реакции. Обратную картину мы наблюдаем, начав с прямой 3 и снижая Тр Когда прямая теплоотвода займет положение В, реакция скачком перейдет из диффузионной области в кинетическую с соответствующим резким снижением температуры поверхности (затухание реакции). В промежутке между прямыми А и В, где существуют два устойчивых стационарных состояния, реакция идет в диффузионной или кинетической области в зависимости от первоначальной температуры активной поверхности. Здесь мы наблюдаем типичное явление гистерезиса характер процесса зависит не только от условий, действующих в настоящий момент, но и от предыдущего состояния системы. [c.138]

Знак плюс в формуле (III. 78) дает безразмерную температуру поверхности на верхнем, а минус — на нижнем температурном режиме в критических точках, соответственно, затухания и зажигания реакции. Из этого уравнения ясно видно, что при малых значениях безразмерного максимального разогрева (0<4) критические явления пе имеют места и всегда суше-ствует единственное стационарное состояние безразмерная температура поверхности определяется из решения уравнения (III. 76) и при увеличении температуры ядра потока Tf непрерывно возрастает, проходя через все значения от нуля в кинетической области до 0 во внешнедиффузионной. При 0>4 температура поверхности с ростом Tf непрерывно возрастает лишь до критической температуры зажигания реакции, определяемой меньшим значением 0 в (III. 78), после чего скачком повышается до температуры, соответствующей верхнему температурному режиму. Если активная поверхность первоначально была горячей, то с уменьшением Tf происходит постепенное снижение 0 до точки затухания реакции, после чего процесс переходит на нижний температурный режим. Безразмерные температуры поверхности, лежащие в пределах [c.141]

Следовательно, область, ограниченная точками А ш В, является нестабильной и практически недостижимой. Если начальная температура газового потока высока, а слой твердого катализатора холодный, то температура катализатора возрастет до значения, соответствующего точке Однако если слой катализатора имеет более высокую начальную температуру, чем входящий в реактор газ, то температура будет продолжать повышаться до верхнего устойчивого стационарного состояния (точка В). Точка Г , в которой линия, выражающая теплоотвод, становится касательной к кривой тепловыделения, отвечает критическому условию. Температура, соответствующая точке Гг, называется [38] минимальной температурой зажигания реакции разогретой поверхностью, а температура в точке Г — минимальной температурой газа, необходимой для разогрева холодной поверхности. Здесь термин зажигание означает самоускоряющееся повышение температуры, т. е. аналогичен самовоспламенению в процессах горения. Наконец, касательная к кривой в точке показывает, что это значение является самой низшей температурой, при которой реакция идет с высокой скоростью, при преобладающих условиях течения газа и соответствующей температуре газа на входе в реактор. [c.429]

Азотная кислота получается преимущественно окислением аммиака в присутствии катализатора из сплава 90% платины и 10% родия в виде 20 слоев сеток (с размером отверстий 0,175 мм), изготовленных из проволоки толщиной 0,076 мм. Эта сетка имеет металлическую поверхность 1,5 м /м . В качестве катализатора используют также гранулированную смесь окиси железа и окиси висмута. В платиновый конвертор, работающий при давлении 7 кгс/см , при суточной производительности 55 т 100%-ной HNOз загружают 2977 г сплава. После зажигания реакция протекает автотермично путем соответствующего предварительного подогрева газовой смеси поддерживается температура 882—910 °С. При этих условиях время реакции составляет примерно 0,0001 сек, тогда как при атмосферном давлении требуется от 0,01 до 0,02 сек. Кислород адсорбируется на поверхности катализатора и реагирует с аммиаком, который диффундирует к поверхности. Скоростью диффузии аммиака определяется общая скорость процесса . [c.326]

Температура, определяемая этой формулой со знаком минус, является критической температурой кинетического режима — температура зажигания реакции со знаком плюс определяется критическая температура внешнедиффузиоииого режима — температура затухания реакции. Температура, заключенная в интервале между корнями (111.92), соответствует неустойчивым режимам. Для рассматриваемой реакции скачкообразные изменения температуры возможны при условии, что 0у 4. Если это условие не выполняется, то температура катализатора будет плавно изменяться вместе с изменением температуры потока. При любых температурах потока система будет иметь один стационарный режим. [c.78]

С экзотермическими реакциями восстановления окисей металлов водородом дело обстоит сложнее. На восходящей ветви S-образной кинетической кривой, степенной или экспоненциальной, легко возникают критические условия зажигания реакции, переходящей в тепловой взрыв [80]. Это может привести и, к сожалению, иногда приводит к аварийным ситуациям. Для предотвращения таких явлений реакция по ходу восстановления должна притормаживаться уменьшением парциального давления водорода или переключением с нагретого потока газа на холодный, причем весь режпм торможения также должен базироваться на математическом описании процесса. [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология