Эффективность диффузии реакции со сложной кинетикой

Таким образом, сочетание диффузии внутри зерна катализатора с химической реакцией па его внутренней поверхности приводит к возникновению градиента давления внутри катализатора и, как следствие этого, к появлению конвективного переноса реагентов. Насколько значительным является вклад конвективного потока по сравнению с диффузионным, можно выяснить, решая уравнения (1Х.42) и (IX.44) совместно с уравнением, описывающим кинетику химической реакции на поверхности катализатора. Эффективный коэффициент диффузии является сложной величиной, зависящей от состава реакционной смеси в каждом сечении зерна и от параметров, характеризующих строение структуры. При изучении макрокинетики конкретных каталитических решений возможные упрощения функциональной структуры эффективного коэффициента диффузии (IX.46) можно сделать на основе анализа исследуемой задачи. [c.170]

Большое влияние диффузия реагентов в зерне оказывает на селективность сложных реакций. Селективность процесса может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от кинетической схемы и кинетики сложной реакции, соотношения эффективных коэффициентов диффузии реагентов. [c.182]

Для количественного определения влияния внутреннего переноса на кинетику процесса, определения эффективности использования внутренней поверхности р, т.е. для моделирования процесса в зерне необходимо знать радиус пор уэ, ионстаиту скорости в кинетической области и эффективный коэффициент диффузии Значения для реакций гидрогенолиза этана и пропана известны. Радиус пор и распределение их по размерам определяют методом ртутной по-рометрии. Однако несмотря на растущее совершенствование этого метода, практически невозможно получить полное представление о сложной структуре катализатора. Что касается 4 , то его значение можно оценить лишь приближенно. [c.67]

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]

Позднее Льюис и Эльбе [39] предположили, что распространение пламени определяется диффузией активных атомов и радикалов из пламени в несгоревшую смесь, что значительно более эффективно способствует протеканию химических реакций, чем это было бы возможно только за счет теплопередачи . В основу этой теории положена рабочая гипотеза, ЧТО сумма тепловой и химической энергий на единицу массы в любом элементарном слое между сгоревшей и несгорев-шей фазами остается примерно постоянной . Решение этой более сложной задачи, включающей в себя одновременно н кинетику реакций и передачу тепла, в настоящее время возможно лишь в том случае, если будут приняты дополнительные упрощающие допущения. Такое решение всей проблемы было сделано для случая взрывов смесей озона с кислородом, для которых подсчитанные величины фундаментальной скорости оказались того же порядка, что и экспериментальные данные. [c.45]

Эти результаты можно использовать при исследовании всех гетерогенных реакций и даже в тех случаях, когда твердое вещество само подвергается превращению. Однако задачи этих расчетов противоположны нашим. Мы всегда хотели, зная скорость реакции, убедиться в том, что относительное изменение концегстрации невелико. Уилер, напротив, пытается точно оценить эффективность катализатора, т. е. ставит своей задачей выяснить роль диффузии в условиях, в которых диффузия наиболее сильно влияет на химический процесс. Уилер интересуется в сущности прикладными вопросами, так как такой подход необходим при рассмотрении промышленных установок, где нельзя избежать влияния диффузии на химический процесс. Если возникает потребность в более точных оценках, то следует проводить значительно более сложные расчеты, чем те, которые были сделаны выше. Практически эти сложные расчеты можно осуществить только для реакции первого порядка по жидкому или газообразному реагенту и реакции нулевого порядка по всем остальным реагентам, хотя возможны и другие случаи. Это значит, что наибо.пее сильное влияние на кинетику оказывает замедление диффузии реагента. С другой стороны, часты случаи, когда один из продуктов оказывается сильным ингибитором реакции. Тогда основную роль играет только диффузия продукта, что следует из уравнения (5.26). Если, например, концентрация реагента меняется от 99,9% в массе до 99% в порах, то это означает изменение концентрации продукта от 0,1 до 1%, что соответствует относительному изменению на 1000%. [c.161]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология