Массоперенос как лимитирующая стадия

Массоперенос осуществляется при максимальной движущей силе (Сд - Сд) = Ср, а скорость превращения не зависит от параметра реакции (константы скорости). Это - диффузионный режим, а массоперенос — лимитирующая стадия. [c.114]

ПОЛЯРИЗАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА В УСЛОВИЯХ ЛИМИТИРУЮЩЕЙ СТАДИИ МАССОПЕРЕНОСА [c.172]

Это означает, что в рассматриваемом случае пропускная способность экстрактора в целом определяется потоковой стадией по фазе экстракта, т.е. массоперенос лимитируется стадией отвода вещества из аппарата с потоком экстрагента. [c.1134]

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЛИМИТИРУЮЩЕЙ СТАДИИ МАССОПЕРЕНОСА ПО МЕХАНИЗМУ ДИФФУЗИИ [c.240]

В случае Л р интенсивность массообмена мала из (2.54) получим Сп Со, а из (2.55) = Р0) - массоперенос осуществляется при максимальной движущей силе Со - С Со-Скорость превращения не зависит от параметров реакции (константы скорости). Это - диффузионный режим, а массоперенос - лимитирующая стадия. [c.70]

Неизотермические условия, довольно часто встречающиеся в реакторах с неподвижным слоем в комбинации с отклонениями от режима идеального вытеснения, требуют одновременного рассмотрения тепло- и массопереноса в продольном и радиальном направлениях. Кроме того, возможны температурные градиенты внутри гранул катализатора, а также различные лимитирующие стадии в любых точках реакторов. Это показывает, насколько сложно решить проблему надежных предсказаний степени превращения [c.443]

Обычно исследования проводят при условиях незначительного или полного отсутствия влияния внешнедиффузионной кинетики на общую кинетику массопереноса. Для этого процесс десорбции осуществляют при скоростях десорбирующего агента выше так называемой критической скорости, которая определяется экспериментальным путем для данной системы адсорбат—адсорбент. При скоростях выше критической лимитирующей стадией является внутридиффузионный перенос. Естественно, при малых скоростях газового потока роль внешнего массообмена возрастает. [c.84]

Как и для любого многостадийного процесса, скорость электрохимической реакции лимитируется наиболее медленной из последовательных стадий. Это означает, что закономерности суммарного процесса определяются кинетическими закономерностями лимитирующей стадии. Зная последние, можно, во-первых, на основании экспериментальных данных для суммарного процесса выявить его лимитирующую стадию, а, во-вторых, изменяя условия проведения электрохимической реакции, изменять ее скорость. В дальнейшем мы рассмотрим кинетические закономерности лишь двух основных стадий электрохимического процесса стадии массопереноса и стадии разряда — ионизации, — предполагая, что все остальные стадии протекают практически обратимо. [c.212]

Поэтому поляризация А в условиях лимитирующей стадии массопереноса называется концентрационной поляризацией. [c.174]

Соотношение (УП1.6) известно под названием 2-го закона диффузии Фика при лимитирующей стадии массопереноса оно играет роль третьего основного уравнения диффузионной кинетики. [c.174]

VI 11.2. Поляризационная характеристика в условиях лимитирующей стадии массопереноса [c.203]

При помощи вращающегося дискового электрода можно установить природу лимитирующей стадии электродного процесса. Так, если наиболее медленной стадией является стадия массопереноса, то ток прямо пропорционален /ш. Если же лимитирующая стадия не связана с подводом или отводом реагирующего вещества, то ток не зависит от скорости вращения электрода. В ряде систем при увеличении ш удается наблюдать переход от лимитирующей стадии массопереноса к замедленной стадии разряда или к замедленной гетерогенной химической реакции. В этих условиях по зависимости тока от со можно установить порядок гетерогенной реакции р и ее предельную скорость р при заданном потенциале электрода. Действительно, [c.178]

Полярографический метод в условиях лимитирующей стадии диффузии. Если скорость реакции электровосстановления (А) лимитируется скоростью массопереноса вещества Ох по механизму диффузии, а реакция протекает на сферическом электроде постоянного радиуса Го, то плотность предельного диффузионного тока электрохимической реакции определяется уравнением [c.223]

Эти равенства для реакции порядка к означают, что при к Ре режим протекания реакции на всей поверхности частицы (за исключением малой окрестности точки стекания) близок к кинетическому. Последнее объясняется тем, что нри увеличении числа Пекле диффузионный поток может увеличиваться лишь до тех пор, пока лимитирующей стадией процесса массопереноса не становится поверхностная реакция. [c.176]

Установлено, что скорость протекания реакции этерификации очень велика и протекает она даже при высоких температурах. Лимитирующей стадией сульфатирования (сульфирования) газообразным триоксидом серы является массоперенос SO3 из газовой фазы в жидкую. Уравнение скорости такого процесса имеет вид [c.69]

Выше мы предполагали, что при протекании электрохимической реакции лимитирующей является либо стадия массопереноса, либо стадия разряда—ионизации. В реальных условиях кинетика электродных процессов всегда в той или иной степени зависит от скорости обеих этих стадий. В связи с этим рассмотрим протекание электрохимической реакции (А) в условиях смешанной кинетики, когда ф определяется одновременно и скоростью массопереноса веществ Ох и Red, и скоростью перехода электронов через границу электрод/растВор. Отличие см от i и I M от i связано только с тем, что в условиях смешанной кинетики (токи i и i<. ) концентрации веществ Ох и Red на обращенной к раствору границе ионного двойного слоя и не равны сЬж. и fted- Если толщина двойного электрического слоя значительно меньше толщины диффузионного слоя, то в стационарных условиях можно использовать следующие приближенные формулы [c.220]

Эти явления очень трудно изучать раздельно Многочисленными экспериментальными исследованиями показано, что скорости процесса адсорбции и образования адсорбционного слоя очень велики, поэтому лимитирующей стадией суммарного процесса часто является только стадия массопереноса. [c.74]

Лимитирующие стадии и режимы процесса. Скорость отдельной стадии процесса (реакция, массоперенос) определяется его параметром (константой скорости, коэффициентом массообмена) и движущей силой (концентрацией — для реакции, разностью концентраций — для массопереноса). Параметр процесса является характеристикой интенсивности его стадий. [c.113]

При контакте сорбента с раствором в начальный период времени (i < 10 мин), необходимый для заполнения пор сорбента раствором, кинетика сорбции зависит от интенсивности внешнего массопереноса. Затем лимитирующей стадией становится внутренняя диффузия [185]. Скорость сорбции при этом выражается зависимостью [c.75]

Методы разграничения лимитирующих стадий. Для обоснования технологического рел<има работы адсорбционных установок с перемешиванием требуется, прежде всего, установить наиболее медленную стадию массопереноса, контролирующую общую скорость адсорбционного процесса. Существует несколько методов определения лимитирующей стадии. [c.122]

В кинетической области скорость собственно химического взаимодействия меньше скорости массопереноса и поэтому лимитирует скорость всего процесса. В диффузионной области лимитирующей стадией является скорость диффузии компонентов в зоне реакции, которая зависит от гидродинамических условий в системе и физических свойств и определяется по основному уравнению массопередачи. [c.53]

Принципиально технологические расчеты ректификационных колонн аналогичны расчетам других массообменных аппаратов и основаны на тех же закономерностях, которые достаточно подробно рассмотрены в гл. 15 и 16. Следует, однако, отметить, что процесс ректификации значительно сложнее, например, процесса абсорбции, так как в этом процессе перенос вещества всегда сопровождается теплопереносом. На первый взгляд может показаться, что скорость процесса ректификации зависит только от скорости подвода теплоты к разделяемой смеси. Однако в действительности это не так. Конечно, без подвода теплоты процесс ректификации происходить не будет. Но скорость процесса и его эффективность, как и в любом другом массообменном процессе, зависят обычно от скорости массопереноса между фазами, т.е. от скорости массоотдачи в фазах. Поэтому и для ректификации справедливы все положения, рассмотренные в гл. 15,-влияние на скорость процесса гидродинамических условий, физических свойств фаз и других факторов, выя вление лимитирующей стадии процесса, определение его движущей силы и т.д. [c.133]

Полученные выражения для Л, и к/Р позволяют провести анализ на лимитирующую стадию. Пусть интенсивность массопереноса (иначе — пропускная способность) в фазе у значительно выше, чем в фазе х , т.е. >> или (что то же самое) т ур >> Тогда слагаемые l/(P ,/) или / т уР) в знаменателях формул (10.17) пренебрежимо малы (разумеется, сопоставление можно проводить не только по пропускным способностям, но и по величинам f>x, >у, т). В этом случае выражения для kj упрощаются ку = Рх//и, к = Рх- При обратном неравенстве фуР ixP/ffi) очевидно ку = Ру, к = тРу. [c.787]

При существенном понижении пропускной способности ка-кой-либо стадии массопереноса эта стадия может стать лимитирующей. [c.827]

Пусть, например, к Р Ь, тО применительно к выражению (10.36а) это означает а, Ь 1. Тогда массоперенос лимитируется массопередачей через поверхность контакта, поскольку дробь /кхР значительно превышает остальные слагаемые в знаменателе. Для расчета массообмена здесь необходимо располагать значениями кинетических характеристик и >у (а также т) или сразу коэффициента кх (либо ку) и величиной Р пропускные способности Ь и тВ в такой ситуации роли не играют. В этом случае говорят о массообмене в условиях поверхностной задачи. И для интенсификации массопереноса в целом нужно увеличивать Р, повышать кх- При этом может возникнуть вопрос, какая из стадий массопередачи контролирует процесс — перенос вещества через пограничную пленку со стороны фазы у или фазы х . Разумеется, следует увеличивать в первую очередь ту из стадий или т ур, которая медленнее (скажем, при хР < принять меры для дополнительной турбулизации фазы х с целью уменьшения толщины диффузионной пограничной пленки в этой фазе). [c.828]

Наиболее важными для жидкофазного катализа показателями кислот являются растворимости в них изобутана и олефинов. Рс створимость изобутана в Н ЗО невелика и приблизительно в 30 рс 3 ниже, чем в НР. Олефины в этих кислотах расворяются достаточно хорошо и быстро. В этой связи концентрация изобутана на поверхности раздела фаз (эмульсии типа углеводород в кислоте) Нс1 много меньше концентрации олефинов, что обусловливает боль — ш/ю вероятность протекания реакций полимеризации олефинов. Э о обстоятельство, а также высокие значения плотности, вязкости и поверхностного натяжения кислот, особенно Н ЗО , обусловливает протекание реакций С —алкилирования в диффузионной области с лимитирующей стадией массопереноса реактантов к повер — хиости раздела фаз. Для ускорения химических реакций С —алки — ЛР- рования в среде Н 50 и НР необходимо интенсифицировать п юцессы перемешивания и диспергирования реакционной массы с целью увеличения поверхности раздела кислотной и углеводородной фаз. [c.140]

Изучение механизма реакции можно начать с измерения скоростей реакций смесей различного состава при разных температурах в дифференциальном реакторе, позволяющем контролировать тепло- и массоперенос. Полезны также изотопные метки и кинетические изотопные эксперименты. Такое исследование может дать достаточно ясное представление о важнейших стадиях реакции, например может позволить определить лимитирующую стадию. Информация о лимитирующей стадии может быть полезной при попытках повысить активность селективного, но относительно мало активного катализатора. Однако глубокое понимание механизма гетерогенных каталитических реакций достигается очень редко. Но благодаря успехам последних лет в приборостроении сегодня имеется больше оснований надеяться на достижение этой цели, чем 10 лет назад. Некоторые детали механизма можно понять, если сочетать тщательные кинетические исследования с подробным описанием катализатора методами хемосорбции, температурно-программированноп десорбции (ТПД), спектроскопических исследований поверхностного слоя, которые позволяют судить и о состоянии поверхно-стп катализатора, и о промежуточных соединениях, образующихся на ней в ходе данной реакции. [c.12]

Дисковый электрод — это единственный твердый электрод, для которого можно решить в явном виде уравнения массопе-реноса в движущемся растворе, в связи с чем его чаще всего используют в случае определений не с ртутным капающим, а с твердым электродом. Вращающийся дисковый электрод позволяет легко установить природу замедленной стадии электродной реакции, поскольку в случае диффузионной кинетики, как следует из уравнения (5.17), сила тока пропорциональна д/ > з в случае замедленного переноса заряда она не зависит от частоты вращения. Таким образом, изменяя скорость вращения диска и силу тока на нем, можно не только определить кинетику электродной реакции, но и наблюдать смену лимитирующей стадии с изменением скорости массопереноса. [c.278]

Уравнение (4.6) получается из сочетания закона Фарадея с первым законом диффузии Фика оно означает, что скорость электрохимической реакции определяется скоростью диффузионных потоков реагирующего вещества к электроду и продукта реакции от электрода. Уравнение (4.7) представляет собой приближенную форму уравнения Нернста (2.47). Оно означает, что равновесие стадии разряда—ионизации в условиях замедленной стадии массопереноса не нарушается, а изменение потенциала электрода Е по сравнению с его равновесным значением Е обусловлено отличием концентраций qx ( 1 = 0) и (х = 0) от их объемных значений с х и Поэтому говорят, что поляризация электрода в условиях лимитирующей стадии массопереноса имеет концентрационный характер. Наконец, система уравнений (4.8) отражает второй закон диффузии Фика и позволяет найти функции Сох О и 6-Rg,j (л , t), если заданы одно начальное и два граничных условия для каждого из вещзств. Знание этих функций дает возможность рассчитать Сох (х = 0), R d х = 0), (d oJdx)x a> (d Rei dx)x o и после их подстановки а уравнения (4.6) и (4.7) получить зависимость ф от В, т. е. поляризационную кривую электрохимического процесса. [c.213]

Итак, в условиях лимитирующей стадии массопереноса нарушение электрохимического равновесия локализовано в прилегающем к электроду диффузионном слое и характеризуется разностью концентраций электроактивных веществ q — Сох (а = 0) и ged — [c.215]

Поэтому поляризация Д в условиях лимитирующей стадии массопереноса называется концентрационной поляризаци-е й. [c.205]

При наличии в фазе 1 наряду с мол. диффузией реагентов их конвективного перемешивания с эффективным коэф. массопереноса зфф и характерным временем = L градиенты концентраций реагентов сосредоточены №лизи пов-сти раздела фаз внутри диффузионного пограничного слоя толщиной Lo = Ов/Изфф L. Если L ,. р-Ция протекает во всем объеме фазы I в кинетическом (при /f) или диффузионном (при / ) режиме и практически не влияет иа скорость поглощения В фазой I. В случае быстрой р-ции (L, < Ьо) область ее протекания L, уменьшается, а скорость абсорбции увеличивается с уменьшением (пленочный режим) в пределе лимитирующей стадией всего процесса может стать диффузионный перенос В в фазе II. [c.634]

Задачи, решаемые Ф.-х. г., условно делят на внешние, внутренние и смешанные в зависимости от протяженности фазы, определяющей скорость гюсцесса переноса, и толщины пофаничного слоя вблизи межфазной фаницы, где происходит осн. изменение концентрации, т-ры или скорости движения среды. Напр., расчет массопереноса компонента А к одиночной капле, движущейся в потоке др. жидкости (экстракция), сводится к разл. задачам если лимитирующей стадией является перенос компонента А в окружающем каплю потоке, говорят о внешней задаче. Напротив, если лимитирующей является конвективная диффузия внутри капли, а толщина слоя 5, м. б. соизмерима с радиусом капли Го, задача становится внутренней. Наконец, если скорости переноса А снаружи и внутри капли соизмеримы, расчет массопереноса приводит к смешанной задаче. Внеш. задачи характ ны для конвективного тепло- и массопереноса в потоках, о гекающих одиночные твердые тела, капли, [c.89]

Особенность кинетики электродных процессов в расплавленных солях - высокие скорости электрохим. р-ций. Поэтому их можно считать квазиравновесными процессами. Наиб, медленной (лимитирующей) стадией электродного процесса обычно является массоперенос в-ва к электроду (диффузия или миграция). Исключением являются стадии зарождения кристаллов при электрокристаллизации и образование молекул газа из адсорбированных на электроде атомов, к-рые протекают еще медленнее (или с соизмеримыми скоростями). Напр., разрад А1 в расплавленных хлоралюминатах, как показано с помощью импедансных измерений, происходиг в условиях одновременного замеяленного протекания разрада, кристаллизации и диффузии. [c.467]

Лимитирующую стадию называют также определяющей стадией. Под этим понимают совпадение закономерностей лимитирующей стадии с закономерностями процесса в целом. Например, в рассматриваемом процессе в кинетическом режиме, где лимитирующей стадией является химическая реакция, зависимость наблюдаемой скорости превращения = -кС от температуры будет такой же, как /-=7(7) у реакции. В диффузионном режиме (лимитирующая стадия - массоперенос) = -Р3С0 сильно зависит от условий течения потока у поверхности частицы и слабо - от температуры, те. в данном случае интенсификацию процесса нецелесообразно проводить путем изменения температуры. В дальнейшем увидим, что понятия лимитирующая стадия и определяющая стадия не всегда совпадают. [c.115]

Массоперенос при адсорбции независимо от условий контакта адсорбента с адсорбирующимся веществом состоит из следующих стадий внешнего переноса молекул сорбируемого вещества из потока к поверхности частицы (массоотдача), внутренней диффузии молекул вещества от поверхности в глубь зерна по порам различного сечения (массопроводность) и стадии установления адсорбционного равновесия. Равновесие при адсорбции устанавливается практически мгновенно [1]. Поэтому общая скорость массопереиоса при адсорбции зависит от скоростей внешнего и внутреннего переносов массы и определяется (лимитируется) наиболее медленной из этих стадий. Для технологических расчетов важно установить лимитирующую стадию и оценить ее количественно. [c.112]

Затруднения с /и = var снимаются при наличии лимитирующей стадии массоотдачи достаточно вести расчет на языке той фазы, которая лимитирует массоперенос. В самом деле, пусть, например, массоперенос лимитируется массоотдачей в фазе у". Тоща ку = Ру, поскольку слагаемое т/ х пренебрежимо мало. Значит, от не будет входить в расчет, если его вести в терминах фазы [c.787]