Перемешивание концентрацией реагентов

Рис. 1-5. Изменение концентраций реагентов в реакторах основных типов а — реактор периодического действия б — реактор полупериодического действия в— реактор непрерывного действия с полным вытеснением г — реактор непрерывного действия с полным перемешиванием o — многоступенчатый реактор непрерывного действия с полным

В режиме идеального смешения концентрации реагентов постоянны по всему объему аппарата. Непрерывный переход от резина идеального вытеснения к режиму идеального смешения можво проследить в рамках диффузионной модели, решая уравнение (VI.14) или (VI.15) с граничными условиями (VI.27) и оценивая изменение степени превраш ения и статистических характеристик распределения при уменьшении числа Пекле. Режиму идеального вытеснения соответствует предельный случай Ре оо, а режиму идеального смешения — Ре 0. Все промежуточные режимы иногда определяют как режимы неполного смешения. Согласно сказанному выше, диффузионная модель далеко не всегда пригодна для описания работы реакторов в режиме неполного смешения. При расчет трубчатых реакторов х)на оказывается справедливой только ври больших числах Пекле, когда гидродинамический режим реактора приближается к режиму идеального вытеснения при этом расчет реактора в приближении идеального вытеснения обеспечивает обычно достаточную для технологических целей точность результатов, и влияние продольного перемешивания потока может быть учтено как малая поправка. При расчете реакторов малой протяженности, где продольное перемешивание особенно заметно и могут наблюдаться сильно размазанные функции распределения, необходимо уже учитывать реальную физическую картину процессов переноса вещества, так как диффузионная модель в этих условиях не применима. [c.213]

Продольное перемешивание оказывает значительное влияние на ход процесса. При различных значениях коэффициента продольного перемешивания концентрации реагентов на выходе из колонны различаются в несколько раз. [c.299]

Технологическая схема определяет условия ведения технологического процесса (непрерывный или периодический способ), его параметры (температуру, давление, перемешивание, концентрацию реагентов). При выборе технологической схемы необходимо руководствоваться следующими общими положениями [c.335]

Требуется повысить не только быстроту и избирательность анализа, но также и его точность. Если исследователь пытается разобрать реакцию,-характеризуемую большим числом параметров, каждый из которых может оказаться важным (температура, перемешивание, концентрации реагентов и т. д.), то скорость его продвижения вперед в деле выявления значимых переменных и количественного определения их воздействия на выход и степень превращения будет в решающей степени зависеть от точности анализа. Как мы обнаружили, благодаря пристальному вниманию к точности анализа удается в два—четыре раза сократить число экспериментов, необходимых для проведения тех или иных сложных исследований процесса. [c.210]

Пример двухкомпонентного фазового перехода. Рассмотрим двухкомпонентную мультистабильную систему — открытый реактор, в котором имеется непрерывный изобарический приток и отток реагента X. Внутри реактора, имеющего объем V, протекает химическая реакция первого порядка типа X -> D. Продукт реакции D вместе с X выходит из реактора. Реакция является экзотермической, т. е. идет с выделением теплоты. Благодаря перемешиванию концентрация реагента и его температура поддерживаются одинаковыми по объему V. Предполагается, что константа реакции k (Т) зависит от температуры по закону Аррениуса [c.391]

В расчете каскада для каждой ступени используется проектное уравнение одиночного непрерывнодействующего реактора полного перемешивания. Пронумеруем последовательные ступени каскада от 1 до т. Обозначим через x концентрацию реагента А в смеси, покидающей -ю ступень. Если предположить, что в трубопроводах, соединяющих аппараты каскада, химическое превращение минимально, то можно считать концентрацию реагента А в смеси на выходе из -го реактора равной концентрации этого вещества в смеси на входе в реактор (рис. УП1-28). Используя [c.309]

Таким образом, при большой степени превращения наличие даже не слишком сильного обратного перемешивания эквивалентно снижению константы скорости каталитического процесса от ее истинного значения К до некоторого эффективного К - Для наглядности на рис. IV. 1 сопоставлены кривые распределения концентраций реагента в слое и их выходные значения для различных случаев. [c.180]

На каждой из п ступеней каскада (это могут быть сборники с мешалками) осуществляется перемешивание, обеспечивающее выравнивание концентраций реагентов во всем объеме аппарата. [c.358]

Попытки построить диаграммы для определения максимального выхода, подобные приведенным выше для степени превращения оказались безуспешными из-за гораздо более сложных функциональных связей между переменными. При анализе проблемы конверсии мы убедились, что требуемая высота слоя возрастает при интенсификации перемешивания, так как средняя концентрация реагента при этом приближается к конечной (выходной). Высота реакционной зоны, обеспечивающая максимум выхода вещества В, не обнаруживает столь простой зависимости от интенсивности перемешивания. Зато этот выход значительно менее зависит от продольного перемешивания, нежели степень конверсии. [c.407]

Если в результате недостаточно интенсивного перемешивания или недостаточной скорости диффузии реагентов к поверхности раздела фаз и продуктов реакции от поверхности раздела фаз в системе возникает градиент концентрации реагентов или продуктов, то скорость может оказаться и не пропорциональной 5/1/. Поэтому строго можно утверждать лишь, что скорость гетерогенного гомофазного процесса зависит от отношения величины поверхности раздела фаз, на которой проходит химическое превращение, к объему реакционной смеси, не оговаривая при этом вид зависимости. [c.36]

Для многих процессов смешения скорость реакции на холоду очень низка, но если реагенты нагреть, например, с 80 до 120 °С, то начнется экзотермическая реакция. Конечно, такие емкости нужно охлаждать для отвода теплоты реакции. Это может создать определенные проблемы для контроля. Например, если один из реагентов добавляется непрерывно, а емкость временно не охлаждается, то возрастание концентрации реагента может привести к такому выделению тепла за счет реакции во всем объеме, что это количество тепла выйдет за пределы возможностей системы охлаждения. Подобным же образом прекращение перемешивания, или отказ водяного охлаждения, или что-либо еще может привести к выходу реакции из-под контроля. [c.104]

Ускоряющее действие катализаторов весьма специфично и сильно отличается по эффективности и механизму воздействия от влияния других параметров процесса. Как известно [2], скорость технологического процесса можно повышать изменением температуры, давления, концентрации реагентов, применением перемешивания реагирующих масс и катализаторов. [c.20]

При исследованиях реакторов из уравнения (V. 1) вычисляют к. Для процесса кристаллизации к определяется скоростью реакции между компонентами раствора (скоростью зарождения кристаллов) и скоростью роста кристаллов, зависящей от температуры и степени перемешивания. От температуры и интенсивности перемешивания зависят, в частности, размеры выпадающих кристаллов и возможность их выделения из раствора фильтрованием или другими способами. В реакторах периодического действия концентрации реагентов изменяются во времени [см. уравнение (11.42)], также как и в проточных аппаратах вытеснения по вы- [c.192]

Лопастные мешалки применяют для перемешивания при кристаллизации, суспендировании твердых частиц (при соотношении масс твердого вещества и жидкости до 0,9), для взмучивания легких осадков, малоинтенсивного растворения твердых веществ, выравнивания температуры и концентраций реагентов. Динамический коэффициент вязкости жидкой среды при этом не должен превышать 30 П. При значительной высоте корпуса смесителя лопасти устанавливают на нескольких уровнях. [c.194]

Если тепловыми эффектами в данной системе можно пренебречь, то изотермический проточный реактор с перемешиванием, в котором состав реакционной смеси определяется двумя концентрациями (например, концентрацией реагента y и концентрацией продукта Св), будет представлен уравнениями [c.22]

Концентрация деэмульгатора Деэмульгаторы применяются в виде раствора в воде. Концентрация реагента определяется возможностью и условиями перемешивания и наличием специальных дозировочных устройств. [c.30]

Кинетика химических реакций изучается в специально созданных условиях, при которых процессы массо- и теплопереноса не искажали бы протекания химического процесса. Реакция проводится в изотермических условиях, когда скорость теплопереноса и теплоотдачи в системе много больше скорости выделения или поглощения теплоты вследствие протекания химической ракции. Реагенты смешиваются заранее, так что концентрация реагентов одинакова по объему реактора. Если система двухфазная, то интенсивное перемешивание обеспечивает очень быстрый массоперенос, так что не возникает градиент концентраций. [c.313]

Электрохимическое перенапряжение может быть снижено применением электродов-катализаторов. Например, водородное перенапряжение можно снизить использованием электродов из платины, палладия и металлов группы железа. Электрохимическая поляризация уменьшается с увеличением температуры и концентрации реагента и не зависит от перемешивания раствора. Так как плотность тока при одной и той же силе тока снижается с увеличением поверхности электрода, то перенапряжение может быть снижено увеличением площади электродов. [c.200]

Таким образом, напряжение электролизера с увеличением силы тока возрастает вследствие поляризации и омических потерь. Увеличение напряжения по сравнению с э. д. с. приводит к перерасходу электрической энергии по сравнению с энергией, рассчитанной по уравнениям химической термодинамики. Из уравнения (Х.21) видно, что напряжение может быть снижено уменьшением сопротивления электродов и электролита, а также поляризации электродов. Внутреннее сопротивление электролизера можно снизить применением электролита с высокой удельной электрической проводимостью, повышением температуры и уменьшением расстояния между электродами. Поляризация (концентрационная и электрохимическая) может быть снижена увеличением поверхности электродов, температуры, концентрации реагента, перемешиванием, а также уменьшением силы тока и применением электродов-катализаторов. Иногда поляризация при электролизе играет положительную роль. [c.201]

На практике встречаются такие процессы, для которых при стационарных условиях подачи сырья и в условиях стабилизации управляемых параметров макрокинетика определяется не только концентрацией реагентов, но и временем, которое они провели в зоне реакции. Сюда относятся некоторые биохимические реакции с изменением свойств реагентов в зависимости от возраста [12]. Эти процессы будем называть процессами с нестационарной кинетикой. Знание характера нестационарной зависимости позволяет оценить ее влияние на технологические и конструктивные параметры и несет существенную информацию для составления математического описания процессов и рещения вопросов оптимизации [13]. Нестационарность процессов учитывается путем введения в кинетическое уравнение переменного зо времени коэффициента неста-ционарности реакции, который определяется по результатам экспериментов, поставленных в реакторах идеального перемешивания периодического или непрерывного действия. Предполагается, что предварительными исследованиями установлено существование для рассматриваемого процесса математического описания вида [c.275]

Как видно из уравнений (VII. 18) и (VII. 19), концентрационная поляризация снижается с увеличением коэффициента диффузии и концентрации реагента и уменьшением толщины диффузионного слоя. Диффузионным слоем называется тонкий слой около поверхности электрода, в котором не происходит перемешивания жидкости (отсутствует конвекция) и соответственно молекулы переносятся лишь путем диффузии. Толщина этого слоя, а также концентрационная поляризация уменьшаются при перемешивании раствора. На рис. VII.6 приведены типичные кривые зависимости потенциал — плотность тока для концентрационной поляризации, на которых видно, что перемешивание влияет на предельный ток и концентрационную поляризацию. [c.205]

Расчетное количество щелочи заливается в емкость, к нему добавляется жидкое стекло и раствор перемешивается с помощью насосов в течение 20—30 мин. Потом отбирается проба с низа и верха емкости для определения равномерности перемешивания по плотности раствора. Плотности растворов, отобранных с низа и верха емкости, должны быть практически одинаковы и не менее 1127—ИЗО кг/м . При несоответствии плотности растворов этим требованиям соотношение концентрации реагентов в композиции уточняется. [c.332]

Перемешивание является фактором, не только ускоряющим реакцию, но подчас и обусловливающим возможность ее проведения, особенно в тех случаях, когда реакция проходит н среде двух или более фаз. I Очень важно хорошо перемешивать реакционную смесь в том случае, когда один из реагентов прибавляют к реакционной смеси постепенно, из капельной воронки, так как это позволяет избежать местных перегревов и местного увеличения концентрации. Равномерная концентрация реагентов в реакционной массе имеет решающее значение для управления реакцией. Перемешивание с помощью палочки или мешалки от руки можно применять только там, где реакция идет достаточно быстро и проводится в открытых сосудах. Значительно чаще применяют механическое перемешивание. [c.92]

Ряд исследователей, в частности Бакстер и Занетти - , МакБрайд и Кольтгоф 30, подробно изучили влияние экспериментальных условий на стехиометрию реакции оксалата с перманганатом. Серьезным источником ошибок являются потери кислорода в связи с разложением перманганата в местах его скопления. В какой степени будет происходить разложение перманганата — зависит от температуры, скорости его добавления, быстроты перемешивания, концентрации реагентов и от кислотности. Эта ошибка погашается ошибками, обусловленными разложением щавелевой кислоты [c.401]

Довольно существенным недостатком непрерывнод йствующего реактора полного перемешивания является относительно невысокая скорость проходящей в нем реакции. Если перемешивание полное, то состав смеси внутри реактора такой же, как и состав отходящего потока. Поэтому, желая достичь высокой степени превращения, мы вынуждены работать при низких концентрациях реагентов, а следовательно, и при малой скорости реакции. В реакторах периодического действия, обеспечивающих достижение такой же конечной степени превращения, скорость реакции в момент начала [c.304]

Как отмечалось ранее, з 1.5, перемешиванию сопутствуют два важных эффекта (в сущности одной природы) 1) байпас-сирование и 2) ступенчатое изменение концентрации реагентов [c.81]

Для выявления закономерностей перемешивания при протекании химических процессов в реакторе с псевдоожиженным слоем необходимо дополнительно рассмотреть некоторые вопрогсы. Несомненно, нужно выяснить, действительно ли одинаковы концентрации реагента в гидродинамическом следе и пузыре если при этом первая из них равна концентрации в непрерывной фазе, то можно пренебречь обратным перемешиванием за счет гидродинамического следа. В то же время если постулировать одинаковые концентрации в следе и в пузыре, то можно преувеличить роль химической реакции в системе, где определяющей стадией является обмен газом. Выше уже было показано, что деформация концентрационного профиля сама по себе еще не доказывает наличия обратного перемешивания. [c.319]

Следует также уделить большое внимание роли облака циркуляции. Как уже было отмечено, если концентрации газа в облаке и пузыре равны, то наличие обратного перемешивания вытекает из соображений материального баланса. Модель Кунии и Левеншпиля может быть полезной, когда концентрация реагента в зоне облако — гидродинамический след принимается промежуточной между концентрациями в пузыре и непрерывной фазе. [c.319]

VIII-8), что в его экспериментальном диапазоне зависимость между j i и к, по существу, не зависит от изменения высоты осевшего слоя (к аналогичным выводам пришли также Оркатт с соавт. и Ланкастер ). Это означает, что эффективности катализатора в верхней и нижней частях реактора сопоставимы. Данное заключение примечательно, так как, согласно измерениям, дискретная фаза диспергирована более тонко в основании, чем в верхней части псевдоожиженного слоя со свободно барбо-тирующими пузырями Эти наблюдения качественно объяснимы, если предположить, что уменьшение поверхности пузыря и скорости переноса по высоте слоя сопровождается одновременным понижением скорости реакции за счет падения концентрации реагента (т. е. перемешивание в непрерывной фазе неполное). Следовательно, если, например, скорость реакции была бы лимитирующим фактором в основании слоя, то это положеняе должно было бы еще сохраниться на выходе из него, где скорости реакции и массопередачи были бы меньше и в результате не наблюдалось бы никакого влияния высоты слоя на его характеристику. Иная ситуация может возникнуть при больших расходах газа, когда возможно уменьшение скорости межфазного обмена газом из-за образования очень больших пузырей или при высоких скоростях реакции. [c.367]

Специфика физикохимии процесса сульфирования и условия его проведения обусловливают решение задачи моделирования процесса при следующих допущениях 1) каждая гранула сополимера в условиях интенсивного перемешивания окружена сферическим слоем жидкой сферы (сферическая ячеечная модель) 2) жидкая среда идеально перемешана 3) гранула сополимера является изотропным телом, свойство массопроводимости которого не меняется по сечению в ходе образования продукта реакции 4) выполняются условия равнодоступности поверхности 5) концентрация реагентов в зоне максимальной скорости химического превращения сополимера в ионит определяется диффузионным транспортом исходного вещества. [c.352]

Рис. 12. Зависимость области устойчивости стационарного изотермического режима от интенсивности продольного перемешивания частиц катализатора, с 11 1—концентрация реагента на выходе из реактора 0 — 0 - разноеть температур в слое и холодильнике, при которой происходит потеря устойчивости.

Повышением концентрации реагентов С и давления Р увеличивают АС и получают оптимальные значения С н Р. Перемешивание приводит к увеличению к только в тех случаях, в которых медленно происходит дифс узия реагентов в зону реакции. Температура— наиболее универсальное средство интенсификации технологических процессов, повышение ее ускоряет химические реакции и в меньшей степени диффузию. Однако повышение температуры ограничено термостойкостью материалов и приводит к уменьшению АС в обратимых экзотермических процессах. Таким образом, интенсифициру10щее действие всех параметров технологического режима ограничено за исключением действия катализаторов. [c.20]

Периодическое осаждение, даже при получении однокомпонентных катализаторов и интенсивном перемешивании, дает продукт неоднородный по составу. Непрерывное осаждение позволяет получить более однородный катализатор, поскольку в этом случае все время сохраняются постоянными концентрация реагентов и pH раствора [3]. При получении многокомпонентных и многофазных контактных масс получить микрооднородность еще сложнее. Вследствие различной растворимости осажденных соединений состав твердой фазы в начале и конце осаждения может оказаться различным. Это бывает, например, при соосаждении смесей гидроокисей металлов из растворов солей. Осаждение не происходит одновременно, а определяется pH среды [33] [c.102]

Полнота осаждения осадков и их растворимость (а также и чистота) зависят от ряда факторов, важнейшими из которых являются природа осаждаемого вещества, осадителя, растворителя концентрация реагентов температура pH среды гфисутствие посторонних веществ, как имеющих, так и не имеющих одноименные ионы с осадком условия осаждения (быстрое или медленное образование осадка, осаждение из разбавленных или концентрированных растворов, при перемешивании или без перемешивания и т. д.) характер образующегося осадка (аморфный, кристаллический, мелкозернистый, крупнозернистый, рыхлый, плотный и т. п.) возможность протекания побочных реакций продолжительность выдерживания осадка с маточником. [c.100]

Рассмотрим зависимость средней концентрации реагента от среднего времени пребывания в проточном аппарате идеального перемешивания, полученную для жидкофазной необратимой реакции второго порядка в условиях стабилизации начальной концентрации и температуры. Эта зависимость представлена на рис. X. 7, а. Для выяснения характера нестационарности кинетики найдем ряд значений функции и построим кривую F (D) (рис. Х.7, б). Применяя операцию обратного преобоазования Лапласа к аппроксими-рЗ ющему аналитическому выражению F(D) = 1/(0 + 1), находим по таблицам [11] коэффициент нестационарности (т) = ехр(—т). [c.278]

При расчете реактора выбрали реактор идеального вытеснения, который характеризуется тем, что реагенты последовательно слой за слоем , без перемешивания, ламинарным потоком проходят весь реакционный путь, определяемый, как правило, длиной аппарата. По длине изотермического реактора монотонно уменьшаются концентрация реагентов и скорость реакции, гак как исходные реагенты расходуются, а выход продукта увеличивается. На уменьшение концентрации исходных веществ в реакционном пространстве на производительности реактора в аппарате идеального вытеснения влияет степень превращения, возрастающая по логарифмическому эакону.Та <нм образом, стремление к достижению степени превращения, близкой к равновесной, приводит к существенному уменьшению производительности аппарата. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология