Концентрации реагентов при псевдоожижении

Опыты показали что смешение происходит внутри основной части каждого пузыря, но линии тока из пузыря ведут в непрерывную фазу. В последующей теории такая схема потока дополнена допущением, что газ р облаке циркуляции движется вдоль линии тока, пока он не достигнет кильватерной зоны под газовой пробкой. Здесь происходит полное смешение с газом в непрерывной фазе, расположенной на одном уровне с кильватерной зоной, благодаря быстрому движению пленки твердых частиц в этой области. С этим предположением согласуются опыты в которых не удалось обнаружить радиального перепада концентраций трасера, введенного в поршневой псевдоожиженный слой. Следовательно, газ, поступающий через дно газовой пробки, должен иметь концентрацию реагента Ср, равную концентрации, в непрерывной фазе вокруг пробки. Отсюда скорость обмена реагирующим веществом составит [c.201]

При осуществлении некаталитических реакций между газом и твердым телом, в которых основное значение имеет степень его превращения, данные о характере режима движения газа через псевдоожиженный слой не представляют существенного интереса, поскольку концентрация реагента в газе обычно не сильно изменяется [c.292]

Рис. IV. . Распределение относительной концентрации реагента с/со в слое псевдоожиженного катализатора по высоте и на выходе из аппарата (при г/Н = 1)

Недостатком псевдоожиженного слоя является продольное перемешивание газовой фазы, приводящее к выравниванию концентраций реагентов и, следовательно, к снижению скорости реакции. [c.62]

Выше отмечалось, что в псевдоожиженном слое в результате продольного перемешивания усредняются концентрации реагентов в паровой фазе. В результате этого концентрация исходного углеводорода резко уменьшается уже на входе в конвертор, что приводит к снижению движущей силы процесса. Продольного перемешивания можно избежать путем секционирования псевдоожиженного слоя, позволяющего в каждой секции поддерживать оптимальную концентрацию ис- [c.65]

Предельный характер распределения концентраций реагентов и продуктов реакции в проточных системах достигается, как известно, в аппаратах идеального вытеснения и полного перемешивания. Применительно к псевдоожиженным системам, в зависимости от гидродинамической обстановки и высоты слоя, можно выделить три области, соответствующие различным режимам псевдоожижения [405] [c.607]

В данном разделе будет приведена математическая модель неизотермического химического реактора, предложенная в работе [169]. Рассматривается случай, когда твердые частицы непрерывно вводятся в реактор с псевдоожиженным слоем и выводятся из него. Предполагается, что твердые частицы имеют одинаковый размер, форму и физические характеристики. Используется допущение о том, что твердые частицы достаточно малы и сопротивлением тепло- и массопереносу внутри частиц можно пренебречь, а также, что псевдоожиженный слой можно разбить на две фазы газовые пузыри и плотную фазу слоя. Считается, что можно пренебречь изменением физических характеристик газа в результате изменения концентрации реагента и температуры газа и той частью объема псевдоожиженного слоя, которая занята расположенными вне газовых пузырей частями областей циркуляции газа. Предполагается, что весь газ сверх количества, необходимого Для минимального псевдоожижения, проходит через слой в виде пузырей, т. е. [c.235]

Здесь Со—концентрация реагента на входе в аппарат То — температура газа на входе в аппарат. Математическая модель не-изотермического химического процесса в псевдоожиженном слое должна включать также уравнения, описывающие изменение концентрации реагента и температуры газа в плотной фазе слоя. Предполагается, что коэффициент массопереноса кр между- газом и твердыми частицами может быть вычислен при помощи формулы . [c.237]

Главное достоинство предложенного метода состоит в том, что он позволяет исследовать в безградиентных условиях кинетику процессов в псевдоожиженных слоях контактов при отсутствии гидродинамических осложнений, оценивать в лабораторных условиях истинную активность и производительность единицы объема контакта для флюидных реакторов. В реакторе с раздельным вводом составляющих реакционной смеси в слой катализатора можно исследовать скорости процессов в смесях со взрывоопасными концентрациями реагентов [13]. [c.103]

Если каталитической процесс в неподвижном слое протекает во внешнедиффузионной области, анализ вопроса значительно усложняется. При переходе к псевдоожиженному слою массовый поток увеличивается, согласно работе [4]. Однако во внешнедиффузионной области скорость химического превращения зависит от концентрации реагента у поверхности Сп и температуры поверхности (через константу к), которые нам неизвестны. В стационарных условиях имеет место следующее соотношение [c.349]

Указанные стадии могут повторяться требуемое число раз. Химический состав, структура, а, следовательно, и свойства продуктов с модифицированной поверхностью определяются соблюдением необходимой последовательности названных операций и химикотехнологическими параметрами процесса — температурой, концентрацией реагентов, скоростью подвода и отвода газообразных веществ. При использовании сыпучих материалов, к которым относятся больщинство адсорбентов, существенное влияние на скорость процесса оказывает гидродинамический режим в системе газ—твердое тело. Например, синтез может быть реализован в условиях неподвижного, движущегося, псевдоожиженного слоя твердой фазы, [c.268]

В работе [106] модель, использованная в [184], модифицирована для случая неоднородного псевдоожиженного слоя. Модель являлась развитием двухфазной теории [123] течения газа через псевдоожиженный слой. Каталитические частицы рассматривались в качестве отдельной фазы. Предполагалось, что температура частицы и концентрация реагента внутри нее зависят от времени пребывания частицы в системе. В отличие от [184] в работе [106] рассматривался реактор непрерывного действия по катализатору с непрерывным вводом и выводом частиц твердой фазы. Исследовано два предельных случая, в одном из которых газ в плотной фазе слоя считался идеально перемешенным, в другом рассматривался режим идеального вытеснения в газе плотной фазы. Во всех случаях газ в разбавленной фазе слоя (фаза пузырей) считался движущимся в режиме идеаль- [c.157]

Для низких слоев с интенсивным псевдоожижением процесс можно вести строго при оптимальной температуре, соответствующей достигаемой в каждом слое степени превращения (рис. 6.68,6), Это становится возможным благодаря постоянству по высоте реакционной зоны и температуры и степени превращения или концентрации реагентов. Протекание процесса изображается в координатах X—Т точками 5, лежащими на линии оптимальных температур. [c.148]

Интенсивность обмена газом между пузырем и непрерывной фазой оказывает влияние на скорость превраи ения реагента, содержащегося в пузырях. Суммарная скорость межфазного обмена газом зависит от разностей концентраций, являющихся в свою очередь, очевидно, функцией интенсивности перемешивания в слое. Следовательно, в общем случае интенсивность перемешивания в псевдоожиженном слое определяет его рабочие характеристики. [c.254]

Таким образом, в реакторе с псевдоожиженным слоем могут быть выделены четыре режима, рассмотренные в разделе III. Режим 1 (равновесная непрерывная фаза) должен теперь интерпретироваться как режим, при котором концентрация исходного реагента в непрерывной фазе равна нулю. [c.403]

Реакторы с псевдоожиженным слоем по своим характеристикам близки к аппаратам идеального смешения и обладают их недостатками. Основной из них — снижение скорости реакции вследствие разбавления реагирующих веществ продуктами реакции — устраняют секционированием аппарата перегородками с использованием противотока между секциями. Концентрация твердого реагента в кипящем слое меньше, чем в неподвижном (плотном). При проектировании и эксплуатации приходится учитывать истирание стенок аппарата твердыми частицами, измельчение их при трении одна о другую и унос твердых частиц в виде пыли с отходящим газом, что требует установки пылеочистного оборудования. По устройству такие реакторы очень близки к сушилкам с кипящим слоем. [c.282]

В псевдоожиженном слое катализатора зона окисления расширяется за счет его собственного движения. После начала реакции нет необходимости нагревать воздух или углеводородное сьфье. Применение холодного сырья способствует некоторому отводу тепла. Поскольку воздух и углеводород вводят раздельно, соотношение воздух углеводород можно регулировать в широких пределах, однако при этом не исключена вероятность создания взрывоопасных концентраций. Для реактора с ожиженным слоем катализатора обычное соотношение воздух углеводород составляет (10 1) - (15 1). Время удерживания реагентов в реакторе 10-15 с /9, 35/. [c.305]

При уменьшении линейной скорости в 10 раз и размера частиц тоже в 10 раз массовый поток увеличивается в 10 раз. На самом деле при переходе от неподвижного слоя к псевдоожиженному линейная скорость меняется меньше, а диаметр частиц, напротив, больше. Следовательно, массовый поток при таком переходе изменится более чем в Юра .. В кинетической области массовый поток реагента к поверхности равен скорости его превращения на поверхности. Если активность катализатора одинакова в неподвижном и псевдоожиженном слоях, то массовые потоки равны и, как следует из (1), будет изменяться разность концентраций в объеме и у поверхности. Кинетическая область характеризуется соотношением [c.349]

В заключение следует отметить, что в зависимости от характера и концентрации загрязнений в сточной воде, а также требований к качеству очищенной воды описанная технологическая схема адсорбционно-ионообменной доочистки сточных, вод может претерпевать определенные дополнения и изменения на отдельных этапах обработки стоков. Это касается аппаратурного оформления отдельных этапов схемы, выбора адсорбентов и ионообменных смол, методов их регенерации, рационального сочетания, а также реагентов, используемых для регенерации ионитов. Так, использование в качестве адсорбента гранулированных активных углей с гранулами размером 1,5—4 мм вместо активного микропористого антрацита, частицы которого имеют размеры 0,2—1,0 мм, делает нерациональным проведение процесса адсорбции в псевдоожиженном слое, поскольку большие скорости псевдоожижающего потока сточных вод требуют и соответствующего увеличения высоты слоя для сохранения необходимого времени контакта адсорбента с жидкостью. В этом случае наиболее целесообразно использование аппаратуры с плотным слоем активного угля, неподвижным или движущимся в колонне противотоком к направлению движения очищаемой воды. В такой схеме осветление и фильтрование воды производится до стадии адсорбции. На особенно крупнотоннажных установках, предназначенных для очистки более 1000 сточных [c.252]

Однако в общем случае средняя движущая сила процесса переноса в газовой фазе определяется условиями ведения опыта. Так, если снизить скорость подачи частиц, то возрастает концентрация газообразного реагента. Следовательно, степень превращения твердого вещества и концентрация газообразного реагента на выходе и внутри слоя взаимозависимы, поэтому полный анализ состояния псевдоожиженного слоя требует учета обоих этих явлений. [c.421]

Го - среднее время пребывания частиц твердого реагента в слое насадки с /V) - масса псевдоожиженного в насадке слоя в пересчете на твердое сырьё, кг-мол - подача твердого реагента в реактор, кг-мол/с Л , Хп- Х, и Хк - концентрация газообразного реагента под п -ным, п-1 -внм слоем насадки, [c.96]

Следовательно, экспериментальные методы, используемые для изучения скоростей большинства каталитических реакций, подобны методам, применяемым для гомогенных реакций [16]. Реагирующие вещества можно пропускать над катализатором, нанесенным на соответствующий носитель или псевдоожиженным , для создания тесного контакта между газом и катализатором. Эти проточные системы позволяют накапливать необходимые для анализа количества продуктов. Псевдоожиженный катализатор особенно удобен для создания стационарных условий, тогда как по длине слоя неподвижного катализатора скорость может изменяться вследствие изменений количеств адсорбированных реагентов по мере изменения соотношения количеств реагирующих веществ и продуктов реакции. Другим часто используемым в лабораторных исследованиях методом является статический, при котором реагирующие вещества помещают в реакционный сосуд и следят за скоростью реакции по уменьшению их концентраций. Для каждого из этих случаев реакционные смеси можно анализировать химическими или физическими методами, причем первые из них особенно пригодны для проточных систем, а вторые — для статических, причем требуется калибровка и подтверждение химическим анализом. [c.158]

Для восполнения расхода газообразного (или жидкого при псевдоожижении жидкостью) реагента его можно подводить ступенчато, в каждую секцию. Это может быть целесообразным, например, при необходимости регулировать скорость реакции (и выделение тепла) поддержанием низкой концентрации исходных реагентов в секциях. Такая схема движения фаз носит название перекрестно-параллельного потока (рис. 33, схема II, б). [c.85]

Зная общее число псевдосекций для всей установки, можно определить конечную степень превращения г/ исходных реагентов в аппарате с кипящим слоем при условии однородного псевдоожижения методом от псевдосекции к псевдосекции по следующей схеме. Для первой по ходу газа псевдосекции степень превращения 1 определяется по уравнениям для аппаратов полного смешения при заданных начальной концентрации исходных реагентов г/ , константе скорости реакции к и времени контакта взаимодействующих реагентов в одной ячейке Т1. Степень превращения во второй псевдосекции уг определяется по тем же уравнениям для аппаратов полного смешения, а величина концентрации исходных реагентов на входе во вторую псевдосекцию определяется разностью Уп—У1- В такой последовательности определяется степень превращения для третьей, четвертой и так далее до п псевдосекции. [c.202]

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]

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]

Отсюда также следует выаод, что тогда, когда необходимо дожимать последние проценты превращения, применение односекционного аппарата с псевдоожиженным слоем становится неэффективным. Если же аппарат разделить, например, на две последовательные секции с высотой кипящего слоя в каждой равной половине общей высоты того же слоя в односекционном аппарате, то выходная концентрация реагента первой секции будет входной концентрацией для второй секции. Окончательное же значение концентрации реагента на выходе из аппарата после второй секции должно стать равным [c.182]

При работе под большим избыточным давлением, под вакуумом или при высоких температурах аппараты изготавливаются в соответствии со специальными требованиями толстостенные, с футеровкой из жаропрочного материала, оснащенные соответствующими уплотнениями [30]. При проведении сильноэкзотермических или сильноэндотермических процессов (сжигание топлив, обжиг, каталитические процессы, процессы при высоких степенях превращения или высоких концентрациях реагентов) в слой вводятся охлаждающие или нагревательные элементы (рис. 6.9.8.3, б). С>тцествуют также трубчатые аппараты с псевдоожиженным слоем (рис. 6.9.8.3, в) [30]. [c.587]

Начальные условия для уравнений (6.5-30) и (6.5-31) имеют вид (6.5-28) и (6.5-29). Таким образом, математическая модель неизотермического химического процесса в псевдоожиженном слое в том случае, если используется предположение об идеальности перемешивания гдза в плотной фазе слоя, включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-16), (6.5-17), (6.5-26), (6.5-27) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-28), (6.5-29). В том случае, если используется предположение об идеальном вытеснении газа в плотной фазе слоя, математическая модель включает уравнения (6.5-10), (6.5-11), (6.5-22), (6.5-23), (6.5-30), (6.5-31) с граничными и начальными условиями (6.5-12), (6.5-13), (6.5-24), (6.5-25), (6.5-28), (6.5-29). В работе [169Гбыли сопоставлены результаты вычислений степени химического превращения, полученные с использованием этих двух моделей, и найдено, что такие результаты близки между собой. Нестационарная модель неизотермического химического процесса рассматривалась в работе [170], где предполагалось, что концентрация реагента во всех твердых частицах одинакова и всё твердые частицы имеют одинаковую температуру. Может возникать необходимость рассмотрения и более сложных моделей химических процессов в псевдоожиженном слое. Например, в случае протекания химического процесса на катализаторе с необратимо изменяющейся активностью математическая модель должна содержать уравнения, характеризующие изменение состояния частиц катализатора [171]. [c.239]

При этих условиях длина зоны массопереиоса невелика и вода умягчается на относительно коротком участке слоя. По мере уменьшения площади сечения конического корпуса аппарата, часть которого к тому же занимает трубчатая вставка, скорость восходящего потока воды возрастает до 20 м/ч, увеличивается относительное расширение слоя. У верхнего среза вставки скорость резко падает, и зерна смолы осаждаются внутри вставки. Скорость восходящего потока воды внутри трубчатой вставки значительно меньше критической скорости псевдоожижения слоя катионита и потому не препятствует осаждению зерен смолы. На расстоянии одной трети высоты вставки в пее по специальному патрубку непрерывно поступает 10—30%-ный раствор регенерирующего реагента (кислоты или поваренной соли). Этот раствор разбавляется восходящим потоком воды, и, проходя через слой осаждающегося катионита, регенерирует его, причем смола сперва встречается с наиболее разбавленным раствором и лишь частично отрегенернрованная контактирует с раствором более высокой концентрации. Отрегенерированный у.атионит, опустившись ниже места ввода реагента, встречается С чистой водой и в противотоке с ней отмывается от избытка реагента. У нижнего среза трубчатой вставки по наклонным плоскостям регулирующего клапана зерна ионита соскальзывают в нижнюю зону внешнего корпуса аппарата и таким обра- [c.234]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.245 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.245 ]

Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов (1964) -- [ c.256 ]

Химическая кинетика м расчеты промышленных реакторов Издание 2 (1967) -- [ c.245 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология