Массопередача в порах

Ценность метода единичного реактора зависит, конечно, от успеха, с которым им можно пользоваться для корреляции данных. Корреляции многих данных по массопередаче были найдены в виде зависимости высоты единицы переноса от физических свойств веществ и условий процесса. Высота аппарата, необходимого для проведения данного процесса, может быть тогда найдена умножением ВЕП на Единицы реактора могут найти применение в гетерогенных процессах, в которых существенным фактором таблица 78 является диффузия, так как высоты единиц диффузионного переноса массопередачи и химического сопротивления,возможно, удалось бы скомбинировать некоторым образом в одну общую единицу. До сих пор, однако, не найдено соотношение для высоты единичного реактора, так что метод в настоящее время интересен только вследствие имеющейся аналогии. [c.351]

В тех случаях, когда такие физико-химические явления, как растворимость, массообмен и т. д., оказывают существенное влияние на кинетику, они тоже могут быть учтены подобными же методами. Дифференциальные или алгебраические уравнения, описывающие эти явления, включаются в модель, подготовленную для вычислительной машины. Таким образом, коэффициент массопередачи становится еще одной постоянной, которая должна быть определена путем сравнения машинных решений с экспериментальными данными до тех пор, пока не будет получена наилучшая сходимость. [c.38]

В поток массы в порах частицы где кг — коэффициент массопередачи в пространстве между частицами, где О — коэффициент диффузии в порах. [c.102]

В этом случае внутренний коэффициент массоотдачи Р = Рп- Уравнение (111.87) справедливо для любой изотермы адсорбции. Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лишь для линейной изотермы адсорбции. Она выражается уравнением [25] [c.66]

Концентрация реагента в реакционной фазе с определяет при этом как бы неприкосновенный запас реагента. Стоит увеличить скорость реакции — и равновесие (1.3) нарушится. Реакция системы на внешнее воздействие направлена в сторону уменьшения эффекта этого воздействия. Чтобы массопередача могла обеспечить необходимый поток реагента в реакционную фазу, должна увеличиться разность гф — с. Изменение концентрации с будет происходить до тех пор, пока вновь не наступит равновесие [c.13]

Основные уравнения. К описанию движущегося слоя полностью применима схема двухфазного потока, рассмотренная в разделе VII.7. Пассивной фазой является поток газа, а активной — газ, находящийся в порах твердых частиц и сорбированный на активной поверхности. Соответственно, эффективная константа скорости межфазной диффузии равна коэффициенту массопередачи р, умноженному на внешнюю поверхность единицы объема твердых частиц Он. Гидродинамический режим обеих фаз близок к идеальному вытеснению. Если адсорбция на поверхности твердых частиц следует закону Генри, уравнения баланса вещества в пассивной и активной фазах движущегося слоя записываются в виде [c.318]

Для быстрой необратимой реакции в порах частицы при отсутствии торможения внешней массопередачей ф > 1, К = оо, [c.175]

Массопередача продуктов реакции через газовую пленку. Затем продукты движутся из отверстий пор катализатора в основной газовый поток. [c.412]

Стадия массопередачи к наружной поверхности гранул и стадия химической реакции на поверхности катализатора последовательны одна по отношению к другой, а диффузия в порах сопровождается реакцией. Поэтому процесс массопередачи и химическую реакцию можно анализировать раздельно, по очереди, тогда как процесс диффузии в порах и химическая реакция на их поверхности должны исследоваться совместно. [c.412]

В пористых зернах катализатора реакция протекает на внешней поверхности и, главным образом, на стенках пор внутри зерен. Общий процесс массопередачи складывается из ряда последовательных стадий [c.52]

Анализируя уравнение (11.68), следует отметить вытекающую из него независимость коэффициента массопереноса от размеров газового пузыря, что подтверждается и экспериментальными данными. Это положение несколько облегчает задачу расчета массообмена в барботажных реакторах, однако остается неопределенность относительно поверхности контакта фаз, для нахождения которой до сих пор нет надежных рекомендаций. Поэтому при описании кинетики газожидкостных реакций часто пользуются объемным коэффициентом массопередачи характеризующим собой количество вещества В, прореагировавшего в 1 м реакционного объема аппарата. В связи с этим следует вернуться к уравнению (И.55), в котором скорость реакции зависит от газосодержания системы. Появление в нем объясняется тем, что удельная поверхность а отнесена к реакционному объему аппарата Ур, т. е. к объему газожидкостной смеси. Если отнести поверхность контакта фаз к объему жидкости, участвующей в массообмене, то уравнение (И.55) не будет содержать параметра 1 — фр. Из этого следует, что для исключения 1 — ф из эмпирических уравнений, характеризующих объемный коэ ициент массопередачи, его нужно относить к объему жидкости, находящейся в реакционной зоне аппарата. [c.41]

Фазовое равновесие. Линия равновесия. Рассмотрим в качестве примера процесс массопередачи, в котором аммиак, представляющий собой распределяемый компонент, поглощается нз его смеси с воздухом чистой водой, т. е. ввиду отсутствия равновесия переходит из газовой фазы Фу, где его концентрация равна у, в жидкую фазу Ф , имеющую начальную концентрацию л == 0. С началом растворения аммиака в воде начнется переход части его молекул в обратном направлении со скоростью, пропорциональной концентрации аммиака в воде и на границе раздела фаз. С течением времени скорость перехода аммиака в воду будет снижаться, а скорость обратного перехода возрастать, причем такой двусторонний переход будет продолжаться до тех пор, пока скорости переноса в обоих направлениях не станут равны друг другу. При равенстве скоростей установится динамическое равновесие, при котором не будет происходить видимого перехода вещества из фазы в фазу. [c.386]

Рабочие скорости фаз должны быть меньше предельных, соответствующих захлебыванию. Учитывая, что до сих пор не удалось количественно установить влияние перехода распределяемого веш,ества из фазы в фазу, т. е. массопередачи, на наступление захлебывания в экстракторах, а также приближенность значений ша, действительную скорость сплошной фазы обычно принимают равной не более 60—80% скорости для точки захлебывания. По этой скорости, пользуясь уравнением (Х,75), рассчитывают диаметр экстрактора. [c.548]

Скорость химической реакции - важный параметр для достижения оптимальных эксплуатационных характеристик. Необходимо также учитывать эффекты массопередачи и химизм системы. Находящийся в газе H I диффундирует через поверхность гранулы поглотителя и движется по порам. Естественно, что параметры процесса во многом определяются размером частицы и диаметром пор. [c.10]

Одной из важных причин размывания хроматографических зон хорошо адсорбирующихся веществ, кроме размывания вследствие нелинейности изотермы адсорбции, является медленность внешнедиффузионной массопередачи. Это объясняется наличием у адсорбентов достаточно узких пор. Таким образом, расширение пор адсорбентов— эффективное средство уменьшения величины размывания и увеличения скорости анализа. Исключение составляют молекулярные сита, для которых определяющей является внутреннедиффузионная массопередача. [c.76]

Для количественного анализа связи массопередачи в порах с наблюдаемыми характеристиками реакции используют коэффициент эффективности г пористого катализатора. Коэ( ициент эффективности представляет собой отношение наблюдаемой скорости реакции к ее значению в том случае, если вдоль поры отсутствует градиент концентрации (т. е., когда скорость реакции высока по сравнению со скоростью диффузии и вся пора доступна для реакции). [c.87]

Общий теоретический подход при анализе динамики внутреннего переноса заключается в решении уравнений, описывающих одновременное протекание массопереноса и химической реакции в порах. Рассмотрим [15, с. 129] наиболее простой случай — реакцию в сферической грануле радиуса г — при следующих допущениях гранула находится в изотермических условиях диффузия в пористой структуре подчиняется первому закону Фика и характеризуется постоянным по всей грануле эффективным коэффициентом диффузии Оэфф, форма которого зависит от условий массопередачи внутри поры (кнудсеновское, объемное или вынужденное течение) в реакции участвует один реагент А, она необратима и ее истинная кинетика описывается степенной функцией концентрации вещества А, т. е. скорость реакции равна ks , где — истинная константа скорости на единицу поверхности катализатора система находится в стационарном состоянии, т. е. изменение массовой скорости потока в результате диффузии, (например, к центру гранулы) равно скорости реакции внутри поры. В рамках этой модели получено аналитическое выражение для т] [c.88]

Размер пор можно изменять, варьируя соотношение дивинилбензола и полистирола, что определяет также структуру и прочность ионита, способность к набуханию. Это соотношение является характеристической величиной — степенью сшивания. Степень сшивания выражается массовым содержанием диви-нилбензола. Наименее прочными, легко разрушаемыми потоком ПФ являются иониты со степенью сшивания менее 4 %. Применение ионитов со степенью сшивания выше 12 % затруднительно вследствие медленной массопередачи внутри узких пор таких материалов. Наиболее распространенными являются смолы с 8 % дивинилбензола. Ионный обмен осуществляется по всему объему таких смол. [c.604]

Суммарная скорость реакции в условиях смешанного процесса отчетливо зависит от стадии массопередачи диффузия и размер зерен катализатора больше влияют на достигаемую степень превращения, чем при парофазных реакциях. Для систем, в которых суммарная скорость гидрирования определяется диффузией через пленку, степень превращения за один проход возрастает пропорционально объемной скорости исходного углеводорода (если продолжительность контакта и прочие условия поддерживаются постоянными). Если же суммарная скорость определяется диффузией в поры, то при прочих одинаковых условиях степень превращения возрастает с уменьшением размера зерен [5, т. 3, с. 145]. [c.53]

В силикагелях—материалах, доступных как образцу, так и противоиону, быстро устанавливается массопередача, что приводит к высокой эффективности колонки. Силикагели с привитыми группами делятся на микро- и макропористые в зависимости от диаметра внутренних пор. Микропористые материалы, имеющие небольшие по диаметру поры, позволяют молекулам растворителя, например воды, а также небольших ионов проникать в полимерную матрицу и задерживают большие молекулы. Большинство полимерных ионообменных силикагелей имеют микроструктуру. Полимерные смолы макропористого типа зачастую используют в жидкостной хроматографии низкого давления. Макропористые силикагели с привитыми ионообменными группами стали применять при разделении больших молекул, например белков. Однако устойчивость сорбента невелика из-за растворения его в водной подвижной фазе. Информация об ионообменниках привитых к силикагелю содержится в приложении 1.3. [c.111]

В. Перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие замены молекулярной диффузии конвективной, т. е. снижения диффузионных сопротивлений, препятствующих взаимодействию компонентов. Следовательно, усиление перемешивания взаимодействующих веществ целесообразно применять для процессов, идущих в диффузионной области до тех пор, пока общая константа скорости процесса к [см. формулы (П.63) — (П.65)] не перестанет зависеть от коэффициентов переноса О, т. е. вплоть до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую, где к выражается формулой (П.64). Дальнейшее усиление перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.74]

Увеличение обгара угля вызывает развитие пор, доступных макромолекулам растворенного вещества, способствуя увеличению удельной поверхности и как результат этого — уменьшению высоты зоны массопередачи, увеличению коэффициента защитного действия и динамической активности сорбента. [c.486]

Экспериментальные исследования массообмена в конкретных аппаратах являются основой для последующего проектирования. Результаты таких исследований различные авторы обобщают в виде эмпирических или критериальных уравнений, причем обобщенными величинами являются высота, эквивалентная теоретической тарелке (полке ), высота единицы переноса массы или объемный коэффициент массопередачи. Эти величины зависят от межфазной поверхности и коэффициента массоотдачи. До сих пор опубликовано мало работ, касающихся коэффициентов массоотдачи в обеих жидких фазах экстракционных систем, поскольку из-за необходимости применения специального оборудования в лабораторные программы редко включаются исследования межфазных поверхностей или диаметров капель. В свою очередь, вредное влияние на процесс оказывает обратное [c.325]

Коэффициенты массопередачи в порах или в твердом материале связаны с соответствующими коэффициентами диффузии соотношениями [7, 8 [c.145]

Как показано в работе [61], в настоящее время наиболее надежное значение величины п можно получить, используя экспериментальные данные по массопередаче при больших числах Прандтля или Шмидта. Работы, посвященные изучению тепло- и массообмена, проводятся вот уже почти полстолетия, но не дали до сих пор окончательного решения вопроса. Причина этого заключается в том, что различие в углах наклона линий, соответствующих, например, наиболее часто предлагаемым значениям п = 3 и 4, составляет, согласно уравнению (16.8), всего лишь / 2. Это обстоятельство обусловливает ряд специфических [c.181]

Кинетика массопередачи и гидродинамика потоков. Массопе-редача в многокомпонентных системах является одним из вопросов, которому уделяется, особенно в последнее десятилетие, огромное внимание [61—63]. И тем не менее до сих пор отсутствуют алгоритмы, позволившие бы перейти к точному расчету ректификационных колонн на основе кинетических представлений. При математическом описании межфазного массообмена движущую силу процесса принято выражать чзрэз разность концентраций, а кинетику — через коэффициент массопередачи [64]. [c.343]

Трудности, связанные с определениед коэффициентов диффузии в многокомпонентных системах, обусловили развитие методик по применению исследований бинарной массопередачи к многокомпонентной [65, 66, 69]. Предлагается рассчитывать многокомпонентный массоперенос через коэффициенты диффузии всевозможных пар компонентов смеси. Идея использования бинарных соотношений для коэффициентов диффузии при расчете массообмена в многокомпонентных смесях в ряде работ нашла практическое приложение [54], хотя еще до сих пор находится в стадии теоретической доработки. [c.345]

Увеличение скорости реакции за счет возрастания коэффициента массопередачи k достигается при повышении температуры. Однако повышение температуры ограничивается спеканием частиц колчедана в комья, которое наступает при 850—1000°С в зависимости от примесей колчедана и вида обжиговой печи. Внешнедиф-фузиопные процессы интенсифицируются перемешиванием колчедана в воздухе, однако общий процесс горения лимитирует в основном диффузия кислорода и диоксида серы в порах оксида железа, нарастающего по мере обжига на зерне колчедана. Поэтому для облегчения диффузии и увеличения поверхности соприкосновения F сульфида железа с кислородом воздуха важнейшее значение имеет измельчение колчедана. Обычно применяемый флотационный [c.119]

Большая часть выполненных ранее экспериментальных исследований обработана на основе двухпленочной теории массопередачи, предложенной 45 лет назад Уитменом [447] и Люисом [414] и развитой Ван-Кревеленом [442]. Хотя во многих работах, в частности в [116J, показана недостаточность пленочной теории, она с теми или иными усовершенствованиями применяется для вывода расчетных формул по массопередаче до сих пор. [c.121]

Массопередача между твердой фазой и движущейся жидкой (газовой нли паровой) фазой складывается из двух процессов 1) перемещения распределяемого вещества внутри пор твердого тела к поверхности раздела фаз (или от нее) вследствие внутренней массоотдачи, или массопроводно с т и 2) переноса того же вещества в жидкости (газе или паре) путем внешней массоотдачи. Иными словами, массопередача является результатом внутренней и внешней диффузии. [c.430]

Из уравнения (1.24) для ВЭТТ, справедливом такл<е и для газожидкостной хроматографии, следует, что эффективность хроматографической колонки зависит в этом случае не от Оццутр, а от коэффициента диффузии вещества в жидкой пленке а также от коэффициента Генри Г. Коэффициент диффузии в жидкости оказы-ва т влияние иа ВЭТТ через член уравнения (1.24), учитыва. ощий внутреннедиффузионную массопередачу. В этом члене уравнения (1.24) множитель пор следует заменить толщиной пленки жидкости йп. При этом рост коэффициента диффузии приводит к уменьшению значения Н, а рост толщины пленки й п — к увеличению Н. Так как коэффициент диффузии обратно пропорционален коэффициенту вязкости жидкости, очевидно, что ИЖФ должна быть маловязкой, особенно, если скорость процесса определяет внутреннедиффузионная массопередача, а толщина пленки наименьшей. [c.179]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

Согласно теории эффективной диффузии размывание хроматографической полосы обусловлено протекающей с конечной скоростью диффузией в газе и порах сорбента, а также массообмепом между газом и НФ. Диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии молекулярная — обусловленная тепловым движением молекул вихревая — вызываемая завихрением газа вокруг зерен асадки массопередача из газовой фазы к жидкой, обусловленная внешней диффузией или замедленной внешнедиффузионной мас-сопередачей миграция молекул адсорбированного вещества с поверхности НФ внутрь НФ, обусловленная замедлеппой внутренней диффузией, или замедленной внутридиффузионной массопередачей. [c.337]

Принцип аддитивности фазовых сопротивлений нельзя надежно использовать до гех пор, пока надлежащим образом не определены все сопротивления. Если на границе раздела фаз имеется ПАВ, то необходимо учитывать диффузионное сопротивление пов-сти раздела. Кроме того, наличие ПАВ меняет гидродинамич. структуру потока вблизи границы раздела, что отражается на величине или Р ,, либо обоих коэф. одновременно. Даже когда пов-сть чистая, под воздействием массопередачи может возникнуть поверхностная конвекция, к-рая значительно повышает преим. р , но может отразиться и на Р ,. Конвективные потоки на пов-сти в виде регулярных структур появляются вследствие возникновения локальных градиентов поверхностного натяжения (эффект Марангоии), из-за естеств. конвекции вследствие разности в плотностях у границы раздела и в ядре фазы н по ряду др. причин. [c.657]

В фаницах задачи получения глубскоочищенных жидких парафинов с содержанием примеси ароматических углеводородов не более 0.01 % масс, бьши детально изучены особенности кинетики жидкофазной адсорбции углеводородов н-гексана и н-гептана из растворов в бензоле цеолитами СаА, сорбция бензола, толуола, параксилола и изопропил-бензола цеолитами NaX и сорбция бензола из растворов в н-гептане, н-гептене, циклогексане, изооктане и тридекане цеолитами NaX в диапазоне концентраций адсорбируемого компонента в растворе 2-70 % об. при температурах 5-60 С. Расчетный анализ кинетики сорбции свидетельствует, что для рассмотренных систем адсорбционный процесс характеризуется близкими значениями диффузионного сопротивления в кристаллах сорбента и транспортных порах. Зависимость эффективных коэффициентов диффузии адсорбируемых компонентов в цеолитах от времени контакта раствора t с сорбентом при сорбции из растворов носит специфический экстремальный характер (рис. 1) на начальной стадии процесса, не свойственный, например, сорбции из паров, и объясняемый фактической трехфазностью исследуемых систем. Выявлена аномальность сорбции из растворов при повыщенных температурах вместо падения активности цеолитов наблюдался ее рост с одновременным ростом общего объемного коэффициента массопередачи, который может быть рассчитан как величина, обратная первому статистическому моменту кинетической кривой, интерпретируемой как функция отклика адсорбента на ввод в систему навески разделяемого сырья. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология