Градиенты в проточной системе

Таким образом, при работе проточным методом снижение высоты слоя катализатора, благоприятное для уменьшения градиентов температур, может оказаться в то же время благоприятным и для возникновения искажающего влияния градиентов концентраций. Отметим, также, что при очень тонких слоях катализатора в проточной системе возникает неравномерность поля скоростей из-за возможных проскоков газа. [c.526]

Реакции проводили в проточной системе. Для снижения влияния градиента температуры в печи реактор выполнили в виде трубки (диаметр 1,5 см, объем 262 см ) длиной 3 м, уложенной параллельными отрезками по 60 см в виде змеевика. Продукты на выходе из реакторов собирали в ловушку, охлаждаемую до 0° С. [c.79]

По ходу реакции однородность смеси поддерживают размешиванием. Это делается с целью избежать термических градиентов, связанных с тепловыми эффектами реакции, и устранить концентрационные градиенты, которые имеют тенденцию к появлению в гетерогенных (газ — жидкость) и даже в гомогенных реакциях аутокаталитического характера. Концентрационные градиенты возникают также в силу неоднородной активации системы, как это имеет место в гетерогенном катализе и фотохимических реакциях. И, наоборот, если реакция проводится в струйной (проточной) системе, то, само собою разумеется, необходимо обеспечить гомогенизацию в сечении реактора. Следует, однако, избегать нарушения градиента, устанавливающегося по оси движения жидкой смеси за счет явления обратного смешения. [c.197]

Факторами, которые влияют на флокуляцию практически одинаково в лабораторных и производственных условиях, являются время реакции (время пребывания), распределение энергии перемешивания, свойства раствора и концентрация реагентов. При этом, поскольку сопоставляются непроточная и проточная системы, сравнение времени пребывания оказывается затруднительным. Сложно определить и средний расход энергии на перемешивание на единицу объема реактора в процессах, зависящих от потока. Трудно также количественно отразить пристеночные эффекты, концентрационные флуктуации и градиенты концентрации. Можно ли пренебречь этими эффектами во все моменты времени, будет выяснено лишь после тщательной оценки конкретной ситуации. [c.175]

Реакция разложения N1(00)4 в проточной системе уже давно применяется для получения сверхчистого никеля (процесс Монда —Лангера [65]). При проведении же такой реакции в замкнутой системе (что вообще рекомендуется для выращивания кристаллов с применением карбонилов вследствие токсичности последних) тонко измельченный порошкообразный никель помещают в один конец ампулы, заполненной окисью углерода СО, и вводят ее в печь с температурным градиентом. Источник находится при температуре около 80°С, а кристаллы [c.262]

Соответствующее распределение температур показано на рис. 1.10. Вещество испаряется в зоне а и конденсируется в зоне Ь, где пар вследствие понижения температуры становится пересыщенным. Если температурный градиент велик и поток вещества неограничен, то обычно образуется много центров кристаллизации. Введение затравочного кристалла в таких случаях не эффективно. Все же из многих зародышей, образовавшихся вначале, в процессе роста одни обгоняют другие, так что в результате получается несколько крупных кристаллов на поликристаллическом основании. В таком весьма простом варианте сублимацию использовали для выращивания кристаллов сульфида кадмия, окиси цинка (в проточных и замкнутых системах) и карбида кремния (проточные системы). [c.29]

Для исследования равновесий реакции дегидрирования циклических спиртов в газовой фазе в проточной системе была использована установка, включающая дозирующее устройство, стеклянный реактор, системы термостатирования и контроля температуры, приемник конденсата, автоматическое устройство для поддержания постоянного давле-1П я в реакторе. Дозатор емкостью 5 см позволял варьировать скорость подачи жидкости в интервале от 0,5 до 4,0 см -ч с точностью 0,1 см -ч- . Термостатирование реактора осуществляли в масляном ультратермостате с точностью 0,1 К. В рабочей зоне градиент температуры составлял 0,2 К. Температуру в реакторе измеряли с точностью 0,005 К. Продукты реакции органического происхождения конденсировались в ловушке, которая была погружена в сосуд Дьюара и охлаждалась в парах азота до температуры 258—273 К. В конце каждого опыта массу конденсата определяли с точностью до 10 г. Водород, выделяющийся в ходе реакции дегидрирования, собирался в цилиндрическом сосуде с капиллярами на концах над ртутью, которая была выбрана в качестве затворной жидкости. Растворимостью водорода в продуктах реакции и ртути можно пренебречь. С другой стороны, хроматографический анализ собираемого в ходе реакции водорода показал, что содержание в нем органических веществ пренебрежимо мало и [c.62]

Применение проточного метода основано на принятии упрощающих предположений о режиме идеального вытеснения и о квази-стационарном состоянии системы. Отклонения от таких режимов обусловлены наличием определенных градиентов, возникающих в применяемых системах [20]. [c.237]

В дальнейшем будут рассматриваться лишь такие случаи, когда наблюдаемая степень селективности или стереоселективности зависит непосредственно от свойств каталитической поверхности. Искусственными факторами, влияющими на обычное распределение продуктов, могут служить 1) предварительное отравление или отравление каталитической поверхности в ходе реакции 2) эффекты, обусловленные градиентом концентрации вещества в слое при проведении реакции в проточном реакторе или в статических системах, где реакции протекают с очень высО-КРЙ скоростью 3) на,- [c.408]

Наряду с градиентом концентраций вдоль слоя катализатора, как легко видеть, в проточно-циркуляционной системе устраняются и другие возможные градиенты. [c.531]

Диализуемая коллоидная система находится в мешочке А из полупроницаемой мембраны, помещенном в сосуде с проточной водой. Молекулы и ионы легко проникают из мешочка через поры наружу, замещаясь в силу диффузии молекулами чистого растворителя, а коллоидные частицы задерживаются мембраной. Проницаемость мембраны зависит не только от ее пористости и заряда, но и от раствори.мости диффундирующего вещества в материале мембраны. Чтобы ускорить диализ, можно применять различные приемы, например увеличить поверхность мембраны, создать высокий градиент (резкое падение) концентрации по обе стороны перегородки, повысить температуру опыта, приложить электрическую разность потенциалов. [c.109]

Затруднения, обусловливаемые наличием градиента концентраций и градиента температур (практически неизбежных особенностей проточного метода), сравнительно легко устраняются в открытой системе полного смешения. [c.178]

Анализ роста биомассы в любом проточном биореакторе, работающем в непрерывном режиме, включает определение характеристик потока в биореакторе и кинетики происходящих в нем биологических процессов. Характеристики потока во всех реакторах непрерывного действия могут быть описаны по типу распределения времени пребывания субстрата в реакторе. Двумя крайними случаями распределения времени пребывания являются реактор идеального вытеснения и реактор полного смешения. При работе в однофазной системе можно представить существование как этих крайних случаев, так и множества промежуточных ситуаций. Однако дать ответ на вопрос о типе перемешивания в биореакторах, в которых происходят микробные процессы, гораздо сложнее. Пока есть возможность работать с дискретно диспергированными в жидкости клетками, в условиях идеального крупномасштабного перемешивания, существенные градиенты будут иметь место только в малых локальных зонах. Поэтому в случае бактериальных суспензий в биореакторах [c.105]

Применение уравнений течения ньютоновской жидкости для расчета головок со сложными геометрическими размерами проточной части оказывается не очень удобно, так как рассчитанная величина эффективной вязкости, подставляемой в эти уравнения, соответствует действительности только для таких участков сечения, в которых можно точно определить величину градиента скорости. Более точные результаты получаются при использовании для расчета математических выражений, описывающих зависимость эффективной вязкости от геометрических размеров канала, если эти зависимости позволяют получить точное аналитическое решение уравнений течения для всей системы. Очевидно, что с физической точки зрения результаты, полученные при таком аналитическом подходе, являются лучшим приближением, чем при использовании метода поэтапного расчета. [c.283]

Затруднения при использовании проточного метода создаются также существованием в зоне реакции градиентов концентраций и температур. Ликвидация этих затруднений достигается при применении безградиентных методов. Принцип безградиентных методов был впервые осуществлен М. И. Темкиным, С. Л. Киперманом, Л. И. Лукьяновой в виде проточно-циркуляционного метода. Этот метод позволяет осуществить циркуляцию газовой смеси в замкнутой системе с катализатором при одновременном вводе исходных газов и выводе продукционной смеси. Причем скорость подвода и вывода газовой смеси должна быть незначительна по сравнению со скоростью циркуляции, чтобы при однократном [c.277]

Простая и относительно недорогая система включает насос, создающий высокое давление, манометр, клапан для ввода проб, колонку и коллектор фракций или проточный абсорбционный детектор. Жидкость в насос может подаваться с помощью простого устройства для создания градиентов. Все соединения, крепления и колонка должны быть из нержавеющей стали. Набивку колонки при использовании некоторых твердофазных ма- [c.213]

Обычно эксперименты по радиолизу в газовой фазе проводят в закрытых системах, причем иа образующиеся ионы нб действуют градиенты электромагнитного поля, и в системе отсутствуют какие-либо потоки. В масс-спектрометре, одпако, система оказывается проточной (ведется непрерывная откачка), и образующиеся ионы подвергаются воздействию электрических и магнитных полей. В этих условиях ионы претерпевают мономолекулярный распад, что и сказывается па картине стандартных масс-спектров. [c.202]

Разделение содержимого колонки с градиентом плотности на фракции и определение в каждой из них количества белка и pH занимают довольно много времени. Но все эти операции можно автоматизировать, если использовать рН-метр и спектрофотометр с проточными кюветами. Присоединив же к этим приборам самописцы, можно одновременно регистрировать градиент pH и распределение белков. Такая система обеспечивает получение более полной информации, чем, в том случае, когда все операции выполняются вручную. Еще одно преимущество [c.144]

В результате наложения одного вида течения на другое в озере создается сложная система движения воды не только на поверхности водоема, но и в его глубинах. Течения в озерах, так же как и в морях, возникающие под влиянием какой-либо основной причины, в последующем подвергаются действию других факторов и видоизменяются. Так, речные воды, поступающие в озеро, даже в проточных озерах никогда не следуют по кратчайшему пути от устья одной реки к истоку другой. Перемешиваясь с водами озера, они участвуют в вертикальной циркуляции и подвергаются действию ветра. Ветровые течения у берегов создают нагоны и как следствие изменения градиента гидростатического давления — компенсационные течения. [c.359]

Т может быть принято за любой отрезок времени если Т принять за единицу, то яо формуле (1, 5) получим загрузку реактора в единицу времени. Численное же значение т в непрерывных (проточных) системах не может быть прииято произвольно, как Т, так как т =- ф V,g ). Если процесс осун1ествляется в аииарате, в котором практически отсутствует радиальный градиент ско1Юсти и в ходе реакции объем реактантов не изменяется, то время реакции будет определяться иэ следующего выражения [c.14]

Градиенты концентраций. Кроме возможных градиентов концентраций, oбy л 0iвлeнныx обычными явлениями переноса к внешней и внутренней поверхности катализатора, в проточной системе возможно возникновение градиентов концентраций вдюль потока. Так, вдоль слоя катализатора может возникнуть градиент концентраций продуктов, реакции, направленных в сторону, обратную потоку. Этот градиент будет тем больше, чем меньше скорость потока и чем тоньше слой катализатора. В результате может возникнуть обратная (продольная) диффузия продуктов реакции, также нарушающая режим идеального вытеснения. Она обусловлена в основном перемешивающим действием гранул катализатора, обтекаемых газовой смесью [1078]. Во избежание этого для уменьшения градиента концентраций необходимо работать с достаточно большими скоростями потока (поэтому, в случае циркуляционной системы при больших скоростях циркуляции данный градиент будет мал) и со слоем катализатора достаточной высоты. Как показывают хроматографические данные [1078], для предотвращения заметного влияния продольной диффузии продуктов реакции необходимо, чтобы высота слоя (/) катализатора была достаточно велика (например, чтобы слой содержал по высоте не менее 10 зерен катализатора). При этом должно быть выполнено условие [7531.- [c.526]

Отсюда вытекает, что сравнение выходов продуктов реакции, осуществленной в одинаковых условиях в проточной и проточно-циркуля-ционной системах, может показать, выполняется ли режим поршневого потока в проточной системе и насколько возникающие в ней градиенты искажают результаты. [c.532]

Для обеспечения непрерывного производства следует воспользоваться проточной системой с пропусканием обеих фаз в противотоке, как это схематически показано на рис. 1-9,6. Такой реактор, в принципе, позволил бы проводить процесс в статических условиях, если бы массообмен между обеими фазами был достаточно активен. Для практического осуществления таких процессов без одновременной активации смешения в послереакционной зоне еще не удалось найти удовлетворительного технологического решения. Для поддержания градиентов концентрации независимыми от перемешивания прибегают к использованию батареи реакторов, в которых концентрация вспомогательных растворов постепенно изменяется. Такое устройство приводит, однако, к снижению селектив-, ности процесса. Это легко понять, если учесть, что концентрация изобутилена, введенного в первый реактор, сразу же оказывается приведенной к более низкой рабочей концентрации, чем во фракции С4, в то время как концентрация остальных, менее реакционноспособных олефинов остается практически такой же, как и в исходном сырье. Такое изменение концентрации, которое воспроизводится на каждой ступени, снижается при увеличении числа аппаратов в каждой батарее и обратилось бы в нуль при бесконечно большом числе аппаратов. Избирательность атаки изменяется, таким образом, одновременно с числом ступеней реактора. Зависимость между степенями превращения олефинов в двухступенчатой батарее, действующей по принципу противотока, показана на рис. 1-9, в [8]. Ниже приведена сводная таблица (табл. 1-2) ди-оксановых производных и диенов, которые получаются из каждого рассмотренного олефина, с выходами, полученными на каждой стадии с чистыми реагентами. [c.40]

Готовую систему можно приспособить к используемой культуре. Так, при лимитировании роста бактерий токсичными метаболитами (например, молочной кислотой) наиболее эффективно работает полностью проточная система (рис. 10.12). Непосредственно в ферментер субстрат S°f) подают в довольно высокой концентрации, и поэтому потребность в обычном сосуде для диализата отпадает. Диализная система в данном случае состоит только из шлангов, насоса и диализной части диализатора и имеет относительно небольшой объем ( й). В систему поступает только вода с довольно высокой скоростью Ра). Такая система обеспечивает максимально возможный для диализа концентрационный градиент. Стайбер и др. [54] применили ее в своей работе и показали максимальное превращение концентрированной (25%) лактозы в молочную кислоту. [c.423]

Безградиентный проточно-циркуляционный метод осуществляют в условиях практического отсутствия в реакционной зоне перепадов концентраций, температур, скоростей. Принцип его применительно к изучению кинетики гетерогенных каталитических реакций был впервые предложен М. И. Темкиным, С. Л. Киперманом и Л. И. Лукьяновой [25]. Перемешивание в проточно-циркуляционной системе достигается применением интенсивной циркуляции реак-циолной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выведении газового потока, причем количество циркулирующего газа должно значительно превышать количество вновь вводимого исходного газа. Циркуляция с большой скоростью происходит с помощью насосов механических, поршневых или электромагнитных, мембранных и других [2,3], Циркуляционный контур, состоящий из электромагнитного насоса (производительность 600—1000 л/ч), клапанной коробки двойного действия 2 и реактора 1 представлен на рис. 120. Высокая линейная скорость реакционной смеси в цикле и малая степень превращения обусловливают минимальные градиенты концентраций и температур, при этом слой можно рассматривать, как бесконечно малый, а реактор — как аппарат идеального смешения. Следовательно, скорость [c.286]

Кинетика газовых гетерогенно-каталитич. р-ций обычно сложна, поэтому применение к их исследованию Б. р. дает большие преимущества. Для этого М. И. Темкиным и др. в 1950 был предложен проточно-циркуляц. метод. На схеме проточно-циркуляц. системы (см. рис.) и 2-вход и выход газовой смеси для протока сквозь систему, З-циркуляц. насос с электромагн. приводом поршня, 4-печь и реактор с катализатором. Скорость циркуляции должна значительно (напр., в 50 раз) превышать скорость протока этим обеспечивается практич. отсутствие градиентов концентраций и т-ры по слою зерен катализатора. Чтобы не было градиентов внутри пористых зерен катализатора, зерна должны быть достаточно малы. С др. стороны, измерения с крупными зернами [c.245]

ПИА претерпел определенные изменения, наприм , в последние годы он был дополнен ПосИА (последовательный инжекционный анализ [7.4-2]), но его основы сохраняют изначально ощ>еделеняый вид [7.4-1, 7.4-3) (рис. 7.4-2) ин-жекция точно измеренного объема пробы воспроизводимый и точный контроль времени для всех манипуляций, производимых в системе с пробой от точки ввода до точки детектирования (так называемая контролируемая дисперсия) создание концентрационного градиента введенной пробы, что обеспечивает нестационарную, но строго воспроизводимую величину регистрируемого сигнала. Сочетание этих характеристик с использованием детектора, способного непрерывно регистрировать поглощение, электродный потенциал или любой другой физический параметр, меняющийся при прохождении пробы че-рез проточную ячейку, делает ненужным достижение химического равнове- [c.442]

На принципе дифференциального реактора основаны проточноциркуляционные схемы с дополнительной турбулизацией потока (рис. 18, б). В такой системе практически нет градиентов концентрации в слое катализатора и в то же время обеспечивается более ощутимая разность между входной и выходной концентрациями реагента. В проточно-циркуляционной системе достигается полное перемешивание газового потока за счет циркуляции реакционной смеси через катализатор в замкнутом объеме при непрерывном поступлении и выводе газового потока (скорость циркуляции значительно превышает скорость поступления и вывода потока и обычно > 20). [c.83]

Таким образом, проточно ЦЩ)куд,а1ишннь1Й, метод характеризуется практическйм сутствиём градиентов, могущих исказить результаты в проточной и статической системах. Остается возможным лишь градиент концентраций в гранулах катализатора, обусловленный внутреннедиффузионным режимом. Однако наличие или отсутствие внутренне-диффузионного торможения зависит, в основном, не от особенностей метода исследования, а от выбранных условий и характеристик катализатора. [c.531]

Интенсивное перемешивание реакционной гмеси при крекинге кумола в проточных, условиях осуществлено на установке, описанной в работе [[Ю. . Авторы использовали реактор Корнейчука 117 с внут -ренней циркуляцией реакционной смеси за счет возв -ратно-поступательного движения поршня электромагнитного насоса, Безградиентность работы реактора контролируется по анализу проб, отобранных над и под слоем катализатора. Отсутствие градиента концентрации по длине слоя является критерием безградиентно-го осуществления реакции. У словия проведения процесса показаны в табл. 3. Скорость реакции вычисляется обычным способом по количеству кумола, превратив -шегося за определенный промежуток времени после установления стащюнарного состояния системы. Из-за отсутствия каких-либо достаточно заметных побочных реакций по данному методу невозможно оценить каталитическую селективность алюмосиликатов. [c.27]

Обе камеры реактора проточна. В одной из камер протекает реакционная смесь,во второй - инертный газ или же один из реагирупцих газов. В таком варианте было проведено исследование макрокинетики процесса окисления ацетилена на диафрагме, сформированной и спрессованной из порошка двуокиси марганца 2/. Одна из сторон диафрагмы, обращенная в камеру, через которую протекает реакционная смесь ацетилена с воздухом, моделирует поверхность зерна катализатора, противоположная сторона диафрагмы омывается с постоянной заданной скоростью потоком воздуха, которым выводятся продиффундировавшие реагенты и продукты реакции. В этом случае диафрагма моделирует зерно, в котором при отсутствии катализа поддерживается" определенный линейный градиент концентраций ацетилена от периферии зерна к центру. В этой модельной системе была количественно оценена роль процессов переноса вещества в реак-цм окисления ацетилена на двуокиси марганца. Б дальнейшем такой метэд применяли, главным образом, для определения эффективного ко эффициента диффузии. [c.170]

Рассмотрим возможность автоматизации хроматографического анализа ферментов на примере, заимствованном из статьи [42]. Авторы статьи провели хроматографическое разделение ферментов на автоматическом анализаторе фирмы Te hni on (рис. 8.22). В этом приборе используется пропорциональный насос Р с 12 пластмассовыми трубками различного диаметра. Буферный раствор из системы формирования градиента прокачивается в колонку через трубку 1. Разделение белков происходит в колонке К. Основная часть элюата из колонки поступает в коллектор фракций F и затем используется после окончания анализа. В процессе хроматографирования от основного потока элюата отделяется очень небольшая часть, которая поступает в три аналитические секции, где проводится определение основной фосфатазы, трансаминазы и всех белков. После определения основной фосфатазы часть элюата поступает через трубку 2 вместе с пузырьками воздуха, введенными через трубку 3, и субстратом из трубки 4 в аналитическую систему. В короткой стеклянной спирали М происходит тшательное смешивание водных растворов, полученная смесь проводится через термостат I, в котором при определенных условиях происходит расщепление субстрата. Чтобы реакция прервалась, к смеси через трубку 5 добавляется раствор соответствующего реагента. Через смесительную спираль результирующая смесь вводится в проточную кювету колориметра С и затем идет на оброс. Сигнал детектора записывается самописцем Z, фиксирующим концентрацию основной фосфатазы (I). На абсциссу наносятся номера фракций. Определение трансаминазы проводится аналогичным образом. Через трубки 6—9 подаются образец, воздух, субстрат и реагент соответственно. Окончательный продукт реакции проходит через колориметр Сг. Результирующая концентрация трансаминазы пропорциональна кривой III записываемой самописцем. Третья аналитическая система, регистрирующая суммарное содержание белков, несколько проще, чем две другие. Часть элюата поступает через трубку 10, воздух проводится через трубку 11, а реагент для обнаружения белков — через трубку 12. Растворы смешиваются в спирали М, полученная смесь поступает в проточную ячейку колориметра Сз. Содержание белков в смеси записьгеается в виде кривой II. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология