Диффузионный режим реакци

Кислород и углеводород представляют собой двухфазную систему. Окислению предшествует растворение О2 в углеводороде. Если процесс растворения происходит очень быстро, то окисление протекает в кинетическом режиме, и процесс растворения никак не отражается на реакции окисления. Скорость растворения О2 при любых способах перемешивания жидкости прямо пропорциональна парциальному давлению кислорода. Снижение парциального давления кислорода замедляет его растворение, и при малых Р02 процесс может перейти в диффузионный режим, когда не химическая реакция, а физический процесс растворения лимитирует окисление. В общем виде окисление в двухфазной системе может быть представлено схемой [c.36]

Диффузионный режим реакции [c.235]

Формула (5.36) позволяет рассчитать интенсивность массообмена реагирующей частицы произвольной формы с поступательным потоком, когда на поверхности частицы протекает химическая реакция первого порядка, если известна сила сопротивления частицы / и среднее число Шервуда Sho, соответствующее массообмену покоящейся частицы с неподвижной средой. В случае теплообмена формула (5.36) определяет число Нуссельта для частицы произвольной формы при фиксированной температуре поверхности частицы и линейном законе теплообмена частицы с окружающей средой. Формула (5.36) обобщает результаты работы [119], где рассматривался диффузионный режим реакции на поверхности сферы (что соответствует предельному переходу при /с -v оо в задаче (5.1)). [c.259]

Диффузионный режим реакции. Если в реакции принимают участие два или более реагентов, то для осуществления реакции необходимо столкновение частиц-реагентов. При достаточно быстрой химической реакции диффузия реагентов может лимитировать реакцию. Если реагенты распределены равномерно по объему реактора и скорость реакции определяется частотой встреч частиц-реагентов, то говорят, что реакция контролируется микродиффузией. Если реагенты распределены неравномерно [c.21]

Завершим картину возможных режимов химической абсорбции, которые были рассмотрены в разделе 2.2. (диффузионный режим), разделе 2.3 (кинетический режим), главе 3 (режим быстрой реакции) и в настоящей главе. [c.64]

Как отмечалось в разделе 3.4, для твердой фазы диффузионный режим невозможен и применимость уравнений кинетического режима или режима быстрой реакций зависит от относительной величины Я и Ф. [c.65]

При гетерогенном горении углерода протеканию реакций предшествует процесс подвода окислителя из окружающей среды к реакционной поверхности. Поэтому скорость гетерогенного горения зависит от скорости этих двух основных составляющих процессов М = ка, где к — константа скорости реакции а — концентрация кислорода на поверхности топлива IV = Да — а), где В — константа скорости диффузии, а — концентрация кислорода в потоке, в котором сгорает частица углерода. Из этих двух зависимостей величина скорости гетерогенного горения выражена через количество кислорода, потребляемого единицей поверхности частицы, и равна w = aJ(i/k — 1//)). При низкой температуре потребляется кислорода меньше, чем подводится диффузией горение лимитируется кинетикой реакции, и = ка . При высокой температуре интенсивность горения ограничивается, наоборот, скоростью диффузии — диффузионный режим, при котором и = Ва . [c.43]

Диффузионный режим осуществляется в тех случаях, когда условия благоприятствуют протеканию химической реакции, а перенос массы замедлен, как, например, при высоких температурах и давлениях и при малых скоростях газового потока. Кинетическая область наблюдается при низких температурах и давлениях и при высоких скоростях потока. В промежуточных случаях можно пользоваться уравнением [c.96]

Следует особо отметить, что в отличие от рассмотренного выше процесса на внешней поверхности частицы, селективность процесса в порах катализатора может оставаться значительной и после перехода обеих реакций в диффузионный режим. Параметр 7, определяющий локальную селективность процесса, имеет смысл отношения глубины проникновения первой реакции в толщу пористого катализатора, iD Jki к глубине проникновения второй реакции /О г/А 2. Селективность процесса падает с увеличением глубины проникновения в пористую частицу реакции А1 Аг, так как при этом удлиняется путь, который необходимо пройти образовавшимся молекулам целевого продукта, чтобы вырваться из пор катализатора, не вступив в реакцию дальнейшего превращения. Чем больше глубина проникновения в пористую частицу реакции А 2 Ад,т. е. чем меньше ее скорость и быстрее диффундирует вещество А 2, тем меньшее количество целевого продукта вступает в последовательную реакцию и тем, следовательно, выше локальная селективность процесса. При переходе обеих реакций во внутридиффузионный режим локальная селективность процесса остается при малых 7 близкой к единице. При этом замедление диффузии исходного вещества при прочих равных условиях приводит к повышению селективности. [c.142]

Аналогично, в случае параллельных реакций типа Aj- -Aj, Aj-f Аз >А4 выход вещества Аа возрастает по мере перехода в диффузионный режим, причем тем сильнее, чем медленней ди фундирует вещество А . [c.145]

При исследовании режимов работы ячейки можно, ввиду отмеченной эквивалентности уравнений, использовать все результаты исследования режимов работы изолированного зерна. Поскольку Р < Р и а < а, под влиянием перемешивания в ячейке переход в диффузионный режим наступает при меньших температурах, чем на изолированном зерне. Однако, в силу уравнения (VI.141), максимальный возможный сдвиг критической температуры (в газах при Ке — 10 ) в реакциях с обычными значениями энергии активации может составить лишь несколько градусов. [c.250]

Для оценки стационарных режимов зернистого слоя в целом необходимо, таким образом, хотя бы качественно исследовать характер решений уравнений (VI.144) и (VI.145). Заметим, что первые два члена этих уравнений описывают перенос вещества и тепла, соответственно в поперечном и продольном направлениях. Возможны два предельных режима теплопереноса [36]. Первый — почти адиабатический, когда отвод тепла на стенку незначителен и практически все тепло реакции уходит на нагревание реагирующего потока. В этом режиме первый член уравнения (VI.145) пренебрежимо мал повсюду, кроме ближайшей окрестности стенки реактора. Переход трубчатого реактора в почти адиабатический режим является крайне нежелательным, поскольку при этом не решается главная задача аппарата этого типа — обеспечение отвода тепла реакции на стенку — и температура в центре реактора быстро возрастает, вызывая угрозу перехода процесса в диффузионный режим. Желательным обычно является другой предельный режим работы реактора, который можно назвать почти изотермическим. В этом режиме тепло реакции отводится в основном на стенку, а изменение температуры по длине реактора мало. Соответственно второй член уравнения (VI. 145) мал по сравнению с первым и в первом приближении может быть отброшен. Из сравнительной оценки обоих членов ясно, что условие работы реактора в почти изотермическом режиме имеет вид [c.254]

Из определения параметра Н легко видеть, что наиболее опасным местом, где следует проверять неравенство Н < является вход реактора. В дальнейшем, по мере уменьшения концентрации исходного вещества, величина Я монотонно уменьшается (если только не считать случаев автокатализа и торможения реакции исходным веществом). Согласно сказанному выше, при Н > (на входе реактора) должны наблюдаться температурные пики в лобовом слое (явление практически весьма распространенное). Вопрос о том, приведет ли образование пика к переходу процесса в диффузионный режим, зависит от того, будет ли точка зажигания реакции достигнута раньше, чем начнет выполняться неравенство Я С Я . [c.256]

Так, в случае единственной необратимой реакции повышение температуры только увеличивает ее скорость, а в случае обратимой эндотермической реакции — к тому же и смещает равновесие в сторону образования целевого продукта. Если, помимо основной реакции образования целевого продукта, имеется параллельная или (и) последовательная побочная реакция с энергией активации, меньшей, чем у основной, то повышение температуры увеличивает и скорость, и избирательность процесса. Во всех этих случаях температуру процесса следует поддерживать на верхнем допустимом пределе Т. Эта предельная температура может определяться, например, условиями скачкообразного перехода процесса в диффузионный режим, при котором, вследствие сильного разогрева активной поверхности плавится или дезактивируется катализатор или начинают идти незаметные при низкой температуре побочные реакции. Другим фактором, ограничивающим допустимую температуру процесса, может быть возникновение при повышенных температурах нежелательных реакций, идущих в объеме (вне поверхности катализатора) по цепному механизму. Предельная температура Т зависит от состава реаги- [c.366]

Теоретическая сторона реакций вытеснения описана выше (см. гл. УП, А, 13). Предельное содержание металла, вытесняемого из раствора, как правило, на несколько порядков больше, чем это следует из расчета. Например, при вытеснении меди никелевым порошком в растворе должно остаться 1 10 г/л Си, а на самом деле при самой тщательной очистке в очищенном растворе содержится около 1 10 3 г/л Си. Это вызвано падением скорости реакции вытеснения вследствие перехода в диффузионный режим, пассивирования порошка и т. д. [c.572]

Для газофазных реакций важно знать, протекает ли реакция только в газовой фазе (чисто гомогенная реакция), на поверхности (гетерогенная) или в объеме и на поверхности (гомогенно-гетеро-генная). Если смешение реагентов происходит по ходу реакции, необходимо выяснить, в каком режиме—кинетическом или диффузионном— протекает реакция. Для изотермических реакций необходим контроль за температурой реагирующей смеси, так как выделяющаяся теплота может нарушать изотермический режим процесса. Исходные реагенты должны быть тщательно очищены. Необходимо проверить, нет ли в них примесей, обладающих каталитическим, ингибирующим или инициирующим (в цепных реакциях) действием. [c.268]

Диффузионный режим — такие условия проведения реакции, когда скорость химической реакции определяется или зависит от скорости диффузии реагентов самодиффузии, если реагенты распределены равномерно по объему реактора и скорость реакции определяется скоростью встречи частиц реагентов, и диффузии, если существует градиент концентрации и происходит взаимная диффузия реагентов. [c.10]

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]

На основании проведенных исследований по влиянию основных физико-химических параметров на интенсивность массопереноса в условиях СМК и критическую движущую силу перехода режима СМК в диффузионный режим были предложены уравнения, описывающие процесс массопередачи в условиях СМК без химической (1) и с химической реакцией (2) [c.52]

Кинетический режим реакции - протекание реакции в таких условиях, когда реакция не лимитируется диффузией, т. е. когда скорость химической реакции много меньше скорости диффузионных встреч частиц-реагентов. [c.23]

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]

Выход СО увеличивается с ростом давления, однако если при температуре 1200° С зависимость выхода СО от давления практически линейна, то при температурах 1400 и 1800° С выход интенсивно возрастает до Я = 10 атм, а затем до Р = 25 атм замедляется. Это свидетельствует, по-видимому, о торможении реакции при ее переходе в диффузионный режим. [c.38]

Коэффициент диффузии D зависит от температуры, но значительно слабее, чем константа к, скорости реакции. Поэтому в кинетическом режиме рост температуры сильнее влияет на скорость реакции, чем в диффузионном. Так как коэффициент диффузии уменьшается обратно пропорционально давлению, то увеличение давления окружающей среды, очевидно, способствует переходу в диффузионный режим. [c.105]

Такая аналогия явлений теплопередачи и диффузии была использована рядом исследователей [87, 101], но она справедлива только в предельном случае, при бесконечно большой константе скорости реакции (диффузионный режим), когда кинетика реакции не играет никакой роли. [c.107]

Константы скорости рекомбинации силильных радикалов приблизительно такие же, как у алкильных радикалов в газовой фазе. Для жидкой фазы, по данным П. Франгопола и К. Ингольда [107], константа скорости рекомбинации триметилсилильных радикалов равна 2,2-10 л/(моль-с), что, по-видимому, указывает на диффузионный режим реакции. [c.68]

Этот вывод имеет больщое значение, поэтому рассмотрим его более подробно. Ясно, что если мы представим возможные процессы химической абсорбции в порядке увеличения скорости реакции, то первым обнаружим кинетический режим, вторым — диффузионный и затем — режим быстрой реакции. Принципиально можно представить существование такого абсорбера, для которого диффузионный режим невозможен. Практически в соответствии с изложенным в разделе 2.2, а также, согласно полученному выше результату, очевидно, чта диффузионный режим возможен всегда. Иными словами, если рассматривать практически возможные величины Ф и /д, то скорость реакции уже достаточно высока для поддержания концентрации в объеме жидкости Со, равной с, прежде чем она будет достаточно высокой, чтобы повлиять на провдсс диффузии в поверхностных элементах жидкости. Следовательно, неправомерно считать, что сйфс всякий раз, когда коэффициент [c.43]

В 6.1 отмечалось, что причинами, ограничивающими рост скорости реакции при повышении температуры, являются расходование реагентов, а также переход процесса в диффузионную область. Первая из причин была рассмотрена достаточно подробно ранее. Ниже будет проведено обсуждение второй причины, ограничивающей рост скорости реакции, и будет показано, что диффузионный режим также обусловливает 5-образную форму у кривой выделения тепла и появление верхнего и нижнего устойчивых состояний. Теория этого вопроса разрабатывалась Вагнером [1], Франк-Каменецким [2] и другими представителями русской школы, Ван-Луном [5], Сполдингом [22] и Уике [23, 24]. [c.169]

Переходу в диффузионный режим способствует уменьшение скорости потока. Поскольку на практике зернистый слой не инеет правильной структуры, в различных ячейках локальные екорости потока неодинаковы и не совпадают со средней скоростью и. При этом может создаться ситуация, когда в некоторых ( надкритиче- ских ) ячейках реакция идет в диффузионном режиме, а в Других ( подкритических ) — в кинетическом. Переход (надкритическп ячеек в диффузионный режим способствует зажиганию соседних ячеек. Поэтому в слое со случайной структурой переход в диффузионный режим происходит быстрее (при меньших температурах), чем в упорядоченном слое. Это подтверждается численным расчетом модели зернистого слоя, со случайным распределением потока между [c.251]

Рутил, титановые шлаки, лопарит хлорируют в виде брикетов с нефтяным коксом на скорость хлорирования оказывают влияние состав и помол шихты, размеры брикета, пористость и т. д. Основные стадии этого сложного гетерогенного процесса а) подвод хлора к поверхности брикета б) диффузия хлора внутрь брикета в) химическая реакция. Первый процесс обусловлен молекулярной диффузией и переносом хлора к поверхности брикета вследствие движения газов. Диффузия хлора через поры внутрь брикета сопровождается химической реакцией, в результате которой образуется зона хлорирования, имеющая некоторую протяженность. С течением времени зона хлорирования перемещается к центру брикета, вместо нее образуется зона непрохлори-рованного огарка . Глубина зоны хлорирования зависит от температуры. При 400—450° ее глубина превышает радиус брикета, поэтому концентрация хлора во всех точках брикета практически одинакова, и реакция протекает во всем объеме брикета (кинетическая область). С повышением температуры константа скорости реакции возрастает быстрее коэффициента дис х()узии, процесс переходит в диффузионную область, глубина зоны хлорирования уменьшается. Переходу в диффузионный режим соответствует линейная скорость" хлорирования Кр= (1 -7- 4)-10 см/с. Глубина хлорирования брикета удовлетворительно описывается уравнением [c.261]

Повышение давления приводит к увеличению выхода СО при температуре 1200° С наблюдается линейная зависимость при температурах 1400 и 1800° С выход СО интенсивно увеличивается до давления 10 атм, а при давлении 10—2Ъатм замедляется. Установленная зависимость может быть объяснена торможением реакции при переходе в диффузионный режим. [c.39]

Плотность критического тока 1с увеличивается с ростом размера зерен, степени текстурирования и плотности керамических ВТСП, причем характеристики микроструктуры зависят от механизма образования керамики [5]. Этот процесс характеризуется индукционным периодом, в котором скорее всего происходит образование стабильных зародышей фазы 2223. Предполагают, что при температурах ниже начала инконгруэнтного штавления скорость процесса лимитируется твердофазными реакциями с большой энергией активации. Выше температуры плавления процесс переходит из кинетического в диффузионный режим с меньшей энергией активации либо осуществляется смешанный режим [6]. Вопрос же о микромеханизме образования фазы 2223 до сих пор фактически не обсуждался. [c.238]

В процессе горения, так же, как и в других химических процессах, обязательны два этапа создание молекулярного контакта между реагентами и само взаимодействие молекул с образованием продуктов реакции. Скорость превращения исходных продуктов в конечные зависит от скорости смешивания реагентов путем молекулярной и турбулентной диффузии и от скроости химических реакций. В предельном случае характеристики горения могут определяться только скоростью химического взаимодействия, т. е. кинетическими константами и факторами, влияющими на них (кинетический режим горения), или только скоростью диффузии и факторами, влияющими на нее (диффузионный режим горения). [c.7]

Из формулы (7. 56) видно, что с увеличением радиуса частицы процесс горения будет переходить во внешний кинетический и затем в диффузионный режим, к и удельная скорость К сначала увеличиваются, а затем уменьшаются с увеличеиием радиуса. Отсюда ясно, что удельная скорость реакции частицы в зависимости от ее размера должна иметь некоторую оптимальную величину, которая определяется переходом реакции из внутреннего кинетического во внешний кинетический и, наконец, в диффузионный режим по мере увеличения размера. частицы. Экспериментальное подтверждение этого полон ения мы находим в опытах Кацнельсона (ЦКТИ) [c.129]

При низких температурах суммарная скорость реакции в основном определяется кинетикой и возрастает с повышением температуры по закону Аррениуса при высоких температурах гетерогенная реакция переходит в так называемый диффузионный режим, когда скорость ее определяется исключительно диффузией и слабо возрастает с повышением температуры. Характер этого изменения скоростп гетерогенной реакции и пропорционального ехТс выделения тепла Q г показан на рис. 29 в виде кривой / (пунктирный участок). [c.157]

Далее, из того же графика рис. 50 автор заключает, что нри 1200°С скорость реакции резко во.зрастает с увеличением парциального давления водяного нара. Но, как видно из рис. 50, при высоких температурах реакция переходит в диффузионный режим. Газовый анализ обнаруншвает в продуктах газификации, кроме водорода, преобладающее количество окиси углерода и незначительное количе- [c.216]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология