Реакции между потоками газов

В большинстве технологических процессов с участием зернистого слоя концентрация реагентов в потоке газа (жидкости) в промежутках между зернами непостоянна как во времени, так и в пространстве. Так, в процессах адсорбции (десорбции) и при химических реакциях, протекающих на поверхности зерен катализатора, источники изменения концентрации компонент газовой смеси могут распределяться с различной интенсивностью <7 (кг/м -с) в объеме зернистого слоя. Концентрации могут меняться и на входе потока в зернистый слой и в виде концентрационной волны распространяться вдоль аппарата. [c.84]

Вся аппаратура для проведения реакции в потоке газа должна быть ти ательно проверена перед использованием. Особенно опасными бывают неправильно присоединенные промывные склянки, так как при пропускании газа их содержимое (например, концентрированная серная кислота) может быть- выброшено из прибора. Между промывными склянками с и елочами и кислотами в схему необходимо всегда включать пустую склянку. Все промывные склянки должны быть плотно закрыты и для предотвращения случайного открывания снабжены металлическими (из проволоки) пружинами (рис. 13). Кроме того, необходимо, чтобы реакционный сосуд свободно сообщался с атмосферой, тогда в нем не возникнет избыточное давление. Заполненные хлоркальциевые трубки всегда следует проверять, пропускают ли они газ. [c.28]

Для анализа и управления реактор.ами, через которые проходят потоки реагентов, технологу необходимо учитывать влияние характеристик таких потоков на показатели ХТП. К основным гидродинамическим характеристикам потока, оказывающим влияние на протекание ХТП, относят линейную скорость и перемешивание, к термодинамическим — изменение температуры по длине реакционной зоны, через которую проходит поток и др. При дальнейшем изложении материала мы не будем делать различия между потоками газа, жидкости, зернистых твердых материалов или их смесями. Для простоты их называют потоками жидкости, а под термином частица подразумевают часть потока, движение которого в какой-либо момент можно рассматривать как движение единого целого. В зависимости от гидродинамических характеристик и структуры потока продолжительность пребывания таких частиц (зерен, капель, малых объемов жидкости или газа) в зоне реакции будет различна, процесс, протекающий в каждой такой частице, будет иметь различную степень завершенности. Это, в свою очередь, окажет отрицательное влияние на средние выходные показатели протекания ХТП в реакторах. [c.97]

Слои катализатора размещаются между двумя зонами подогрева. Направление потока газа периодически меняется. Выходящие горячие продукты реакции проходят насадку, отдавая ей [c.103]

Характер газового потока через пузырь (который является причиной рассматриваемого явления в целом) может изменяться от проточного (от основания к лобовой части) до замкнутой циркуляции. Последняя в предельном случае весьма сходна с конвективными токами внутри всплывающего в жидкости пузыря, возникающими благодаря действию нисходящего потока вязкой жидкости. Подробное изучение газового потока через пузыри представляет значительный интерес в тех случаях, когда существенное значение имеет массоперенос или химическая реакция между газом и твердыми частицами. Характер движения газа [c.133]

Как следует из гл. 1, для реакций с наличием двух и более фаз в потоке, т. е. гетерогенных, необходимо изучать кинетику в условиях сильного перемешивания, исключающего влияние на процесс диффузии компонентов реакции между фазами. Это относится и к системам жидкость — жидкость, и к системам жидкость — газ. Однако в аппаратурном отношении здесь имеются некоторые различия, также как и для гетерогенно-каталитических реакций с обоими типами потоков. [c.67]

В первых четырех главах рассмотрен стационарный массо- и теплоперенос к каплям и пузырям (главы 1 и 2) и к твердым частицам (главы 3 и 4) при больших числах Пекле в отсутствие объемных химических реакций при диффузионном режиме химической реакции на меж-фазной поверхности. При этом сначала рассматриваются частицы простой формы (сфера, цилиндр) в потоке простой структуры. Далее исследуется влияние изменения формы частиц, усложнения структуры потока, взаимодействия частиц между собой. В главе 5 учитывается влияние поверхностной или объемной химической реакции, протекающей с конечной скоростью при больших числах Пекле. Массо- и теплообмену реагирующих частиц с потоком газа (малые числа Пекле) посвящена глава 6. Содержание главы 7 составили нестационарные задачи массо- и теплопереноса. [c.7]

Особый тип реакторов представляют собой аппараты с кипящим слоем катализатора, взвешенным потоком жидкости, в котором проводится реакция между жидкостью и газом или даже только между газовыми компонентами. Однако в отношении модели и расчета этот вид аппаратов можно в значительной части свести к непрерывно действующим аппаратам с суспендированным катализатором. [c.185]

В случае непрерывных реакций между газом и твердым телом во вращающихся обжиговых печах обе фазы относительно слабо перемешиваются в направлении газового потока когда подобные реакции проводят в кипящем слое, твердые вещества хорошо перемешаны (как в кубовом реакторе), а поведение газового потока является средним между поведением потоков в кубовом и трубчатом реакторах. [c.39]

Процесс становится более понятным при рассмотрении последовательности его стадий (рис. 21). Его отличие от других способов производства ЗПГ заключается в том, что тепло, необходимое для протекания эндотермических реакций газификации угля паром, покрывается за счет выделяющегося тепла одновременно протекающих экзотермических реакций между кальцинированным доломитом, смесью окислов кальция и магния и двуокисью углерода. При осуществлении такого процесса отпадает надобность как в кислороде, так и в каком-либо другом внешнем источнике тепла молотый лигнит псевдоожижается потоком пара и рециркулирующего газа и может газифицироваться по отдельным стадиям процесса газификации в псевдо- [c.164]

При более низкой температуре и абсолютном давлении 0,13 МПа (Проводят конверсию моноксида углерода водяным паром в реакторе с радиальным потоком газа (рис. 4.42). Процесс происходит в две ступени в коробках 2 и 4 с катализатором, выполненных в виде коаксиальных перфорированных цилиндров из жаропрочной стали, обтянутых сеткой и расположенных с зазором относительно корпуса 1. В зону реакции газ поступает из внутреннего решетчатого цилиндра в кольцевое пространство, заполненное катализатором, движется в радиальном направлении в зоне реакции и отводится по зазору между наружной стенкой коробки и корпусом реактора. Между ступенями конверсии теплота отводится за счет испарения очищенной воды (конденсата), ко- [c.287]

Радикальный способ борьбы с образованием дыма — впрыскивание воды или водяного пара в горящий факел. При этом снижается температура горения, улучшается перемешивание газа с воздухом и распределение воздуха в потоке сжигаемого газа. Кроме того, протекает эндотермическая реакция между углеродом и водяным паром. [c.288]

Сырье предварительно подогревается в теплообменниках и печи 1 (рис. 93). Частично испарившееся сырье проходит реактор 2 нисходящим потоком, через несколько слоев стационарного катализатора. Для снятия тепла реакции между слоями катализатора вводят холодный циркуляционный газ поэтому для лучшего смешения паров и газа перед каждым слоем катализатора осуществляется распределение потоков по сечению реактора. Продукты реакции I ступени проходят систему теплообменников и холодильников в газосепараторе 3 высокого давления отделяется сухой циркуляционный газ, который возвращается в систему компрессором 4. Катализат из сепаратора 3 после частичного дросселирования и подогрева поступает в газосепаратор-испаритель 5, где из катализата выделяются остальные газы I ступени гидрокрекинга. Гидрогенизат, выходящий с низу газосепаратора 5, также подогревается в теплообменниках и печи и проходит реактор 6 гидрокрекинга И ступени, которая характеризуется применением активного бифункционального расщепляющего катализатора. [c.286]

На практике с протеканием газовых реакций при переменном объеме приходится сталкиваться в тех случаях, когда в реакции изменяется число молекул, а давление в системе поддерживается постоянным. Такие условия существуют, например, в струевых установках, когда химический процесс происходит в потоке газа, пропускаемого через реактор, а перепад давлений между входом и выходом реактора невелик. [c.37]

При реакциях между флюидными фазами (газами и жидко-костями) и твердыми телами или газами и жидкостями при достаточно малых скоростях потока в движущейся фазе лимитирующим звеном оказывается внешняя массопередача (диффузия). При увеличении скоростей внешних потоков лимитирующей становится внутренняя диффузия. Естественно, что скорости внутридиффузионных процессов не зависят от скорости внешнего потока. [c.474]

Примем (рис. 1У-3), что в аппарате протекает экзотермическая реакция га-го порядка между основным реагирующим веществом А, по которому ведутся все расчеты, и веществом В при наличии разбавителя — инертного газа Р. В общем потоке газов после реактора М содержатся параллельно образующиеся два продукта В и Е. Положим также, что съем тепла осуществляется [c.84]

Перепад температур и давления между окружающим газом и поверхностью катализатора- Перепад температур между окружающим потоком газа и поверхностью катализатора для данной конкретной реакции существенен лишь при низких скоростях газа. Однако в общем случае необходим расчет этого перепада, так как в противном случае могут возникнуть значительные ошибки при обработке кинетических данных и, как следствие, принята нереальная модель реакции и неправильно выбрана стадия, определяющая скорость процесса. [c.446]

При взаимодействии газов с углеродом могут быть выделены следующие стадии реакции подход молекулы газа к поверхности, адсорбция молекулы газа на поверхности, реакция между адсорбированными молекулами газа и углерода, десорбция продуктов реакции, диффузия продуктов реакции от поверхности в объем газовой фазы. Для кислорода, диоксида углерода и паров воды в соответствии с этими стадиями были предложены различные схемы механизма окисления и их математическое описание [65]. В зависимости от условий проведения опытов (температуры, давления газа, скорости потока) ход реакции углерода с газами лимитируется разными стадиями, и скорость реакции может иметь различную зависимость от концентрации реагентов и температуры. Результатом этого является значительное расхождение в величинах кинетических параметров реакции, определенных различными исследователями ее порядка и энергии активации, в связи с тем, что каждая из вышеописанных стадий имеет свою энергию активации. [c.118]

Кинетику гидрирования а-метилстирола изучали в дифференциальном реакторе проточного типа [3]. Жидкофазный углеводород пропускали навстречу потоку водорода над слоем катализатора (палладий, платина, родий, рутений или никель на таблетированной окиси алюминия). В интервале избыточных давлений 2,1—12,6 ат и температур 24,3—57,2° С все частные коэффициенты сопротивления массообмену были весьма малыми, и скорость реакции не зависела от скорости потока газа или жидкости. При давлении выше 3,15 ат стадией, определяющей суммарную скорость гидрирования, очевидно, является собственно реакция на поверхности катализатора между а-метилстиролом и атомарным водородом, адсорбированными [c.146]

Наиболее широко применяется схема, описание которой приведено ниже. Газ из реактора охлаждают примерно до 95° С и непревращенный аммиак удаляют промывкой разбавленной серной кислотой в колонне с механическим распыливанием. Образующийся раствор сульфата аммония реализуется как удобрение. Выделение аммиака при 95° С особенно целесообразно, так как при более низких температурах возникает опасность протекания вторичных реакций между аммиаком и цианистым водородом. Цианистый водород выделяют на дальнейших ступенях процесса промывкой газового потока холодной водой и перегонкой получаемого разбавленного водного раствора цианистого водорода. [c.225]

В препаративной неорганической химии реакции между потоками газов применяют ограничено. Большинство газовых реакций, используемых в промышленности, при их проведении в лабораторном масштабе требуют сравнительно сложной аппаратуры, которая нуждается в непрерывном наблюдении. Поэтому чаще при получении препаратов предпочитают методы более простые в экспериментальном отношении, но требующие более дорогих реагентов. [c.530]

Массообмен определяет скорость взаимодействия между потоком газа (жидкост1и) и твердыми частицами при осуществлении химической реакции, адсорбции, десорбции, фазового превращения. Познание закономерностей массообмена позволит точнее использовать все возможности для интенсификации процессов. [c.128]

Было предложено усовершенствовать полочную насадку колонны путем установки дополнительного теплообменника из двойных трубок (трубки Фильда) в верхней части катализаторной коробки (рис. 34). Это позволяет усилить отвод тепла из первых слоев катализатора— зоны наиболее интенсивного образования метанола — и повысить температуру начала реакции. Основной поток газа вводится сверху и распределяется в пространстве между корпусом и насадкой колонны, затем поступает в межтрубное пространство теплообменника, расположенного в нижней ее части. По центральной трубе, е которой установлен электроподогреватель, газ возвращается в верхнюю часть колонны и проходит трубки Фильда, размещенные в слое катализатора. По выходе из трубок газовый поток проходит последовательно три слоя катализатора, внутренний теплообменник и с температурой 120—130 °С выходит из колонны. Температура газа на второй и третьей полках регулируется холодным байпасом. Возможность регулирования температуры имеется также за счет подачи газа по байпасу в нижнюю часть центральной трубы. [c.98]

В высокотемпературной зоне с повышением давления степень пре — вр.ащения в серу снижается. В каталитической зоне повышение давления, наоборот, ведет к увеличению степени конверсии, так как давление сносе бствует конденсации элементной серы и более полному выводу и зоны реакции. На практике увеличение степени конверсии Н З дс стигается применением двух или более реакторов — конверте— рев с удалением серы конденсацией и последующим подогревом газа между ступенями. При переходе от одного реактора к другому по потоку газа температуру процесса снижают. [c.166]

Уравнения (3.10) и (3.11) написаны для одного компонента и единственной реакции в предположении равнодоступности всей поверхности. Для сложных смесей могут оказаться существенными процессы переноса тепла и вещества стефановским потоком, термодиффузией, диффузионной теплопроводностью. Неравнодо-стунность наружной поверхности зерен катализатора в неподвижном слое связана с тем, что основной поток газа проходит в виде струй, омывая часть наружной поверхности зерен катализатора. Вблизи точек контакта зерен образуются карманы>>, непроточные области, вихревые зоны. Тепло- и Д1ассообмен между поверхностью и потоком в проточной части и в непроточной области, вообще говоря, различен. Но при скоростях потока порядка 0,5 нм /с можно считать поверхность зерна равнодоступной, характеризуемой одним коэффициентом обмена. [c.156]

Во время работы установки с помощью регистратора 17 непрерывно записываются на светочувствительной бумаге температура в тигле с исследуемым образцом (с помощью термопар б), изменение массы образца (от датчика 15), скорость изменения массы образца (от датчика 16) и разность температур между эталоном и исследуемым образцом. Одновременно работает пробоотборная система автоматического анализа. Газообразные продукты по трубке 12 через вла-гопоглотитель 3 и ротаметр 4 двумя потоками поступают в дозаторы 18, управляемыми программным устройством 19. Из дозаторов про ты потоками газа-носителя направляются к газоанализаторам 20. На вторичных приборах газоанализаторов непрерывно регистрируются концентрации газовых компонентов в зоне реакции. [c.16]

Энергетический баланс установившегося динамического режима распространения фронта реакции (3.436), представляющий собой взаимно однозначное соответствие между 0 и ю, характеризует отличие процесса распространения в гетерогенных и гомогенных газовых или конденсированных средах, в которых б(со)= 1 и, зна--чит, 0 = 00 + А бадЖ. В гетерогенных системах это условие выполняется только в случае стоячей волны, когда со = 0. Если же м > О, то 0 > 00 + АОадЗ , а если о)<0, то 0 < 0о + АбадЗ . Объясняется этот эффект тем, что вследствие большого различия теплоемкостей твердых и газовых фаз инерционность теплового поля гораздо больше инерционности концентрационного поля, что обусловливает возможность быстрой подачи непрореагировавшего компонента — теплового источника — в медленно перемещающееся тепловое поле. При движении фронта в направлении фильтрации газа максимальная температура выше адиабатической, так как в этом случае тепло, выносимое волной, складывается из адиабатического разогрева и тепла, отдаваемого слоем катализатора при его охлаждении. При движении фронта навстречу потоку газа, наоборот, часть тепла реакции расходуется на прогрев слоя катализатора, вследствие чего максимальная температура в зоне реакции ниже адиабатической. [c.84]

Недавно была опубликована работа [19], в которой предлагается проводить каталитическую очистку газов следующим образом поток смеси нагревается не перед слоем катализатора, а в средней части слоя. Циклическое изменение направления потока газов через слой катализатора на обратное и размещение слоя катализатора между двумя слоями керамической насадки для аккумулирования тепла позволяют значительно сократить энергетические затраты на обезвреживание токсичных веществ. В случае высокой концентрации примесей в газах после инициирования реакция протекает автотермически. Идея расположения нагревателя в средней части слоя защищена патентами Польской Народной Республики [20] п Японии [21—23]. [c.178]

В технологических процессах, связанных с получением, переработкой и транспортированием горючих газов и паров, всегда имеется опасноспь существования взрывчатых паро-газовых систем. Так, взрывоопасные смеси могут образовываться при утечке горючих газов в атмосферу, при подсосе атмосферного воздуха в вакуумиро-ванные аппараты либо при неправильной работе технологических агрегатов, вследствие которой газовые потоки направляются в линии, для них не предназначенные. Многие технологические процессы связаны с проведением реакций между компонентами, смеси которых взрывчаты в определенном диапазоне составов. В ряде случаев регламент процесса предусматривает образование горючей смеси, например при окислительном пиролизе углеводородов. Наконец, ряд многотонпажных производств связан с синтезированием и переработкой продуктов, способных к взрывному распаду ацетилена и его гомологов, окиси этилена, закиси азота, озона, перекиси водорода и других. [c.60]

Подготовив таким образом установку, приступают к лрове-дению реакции. Сосуды 2, 3, 4 и 5 погружают в бани с различной температурой сосуд 2 при —20 С, промывные склянки 3 и 4 при —ЗО С и —50°С соответственно, сосуд 5 охлаждают жидким воздухом. Охлаждающую баню, в которую сначала погружают сосуд 1, удаляют. Как только находящаяся в сосуде 1 азотная кислота нагреется до комнатной температуры, она,перегоняется с умеренной скоростью в сосуд 2 с хлорсульфоновой кислотой, при этом начинается выделение хлористого нитрила. Ход реакции можно наблюдать по прохождению энергичного потока газа через жидкость в промывных склянках 3 к 4. Приблизительно через 3 ч находящаяся в реакционном сосуде 2 хлорсульфоновая кислота делается вязкой и сильно преломляет свет. Когда это становится заметньш, процесс прерывают и запаивают капилляр 13 между промывной склянкой 4 и сосудом 5. Затем хлористый нитрил перегоняют последовательно из сосуда 5 в конденсатор 5 и из конденсатора 6 в конденсатор 7, причем предварительный погон собирают в [c.213]

На рис. IV.2 изображена схема селективного гидрирования ацетилена [2]. Газ пиролиза подогревается за счет теплообмена с продуктами реакции и окончательно догревается в трубчатой нечи 1. Затем он сверху вниз проходит параллельно два реактора и охлаждается в теплообменнике и водяном холодильнике. Для более полного удаления ацетилена весьма важно, чтобы реакционная смесь проходила через катализатор равномерным потоком, без проскоков и перемешивания. Для этого катализатор разделен по горизонтали на несколько слоев, в промежутках между которыми газ повторно перераспределяется. В этих же промежутках размещаются смесительные устройства для поддува части слабо нагретого сырьевого газа, снимающего избыточную теплоту реакции. Кроме того, вследствие малой концентрации ацетилена сама реакционная смесь аккумулирует часть тепла процесса и таким образом предотвращает чрезмерный подъем температуры. Перед входом газа в печь и реакторы в поток вводится разбавляющий водяной пар, количество которого варьируется в зависимости от активности катализатора. Пар подается для снижения отложения полимеров и смол на катализаторе и уменьшения подъема температуры в реакторах. [c.152]