Температуры поверхности реагирования

Присутствие минеральных включений в капле суспензии меняет характеристики изменения ее удельного веса, размеров, поверхности реагирования, коэффициента массопереноса, температуры потока по мере выгорания топлива. [c.8]

Описаны экспериментальная установка и измерительная аппаратура, применяемые для одновременного исследования изменения веса, объема, температуры капли водоугольной суспензии и состава газа с поверхности реагирования суспензии во времени. [c.150]

Сначала в области низких температур кривая тепловыделения совпадает с кинетической кривой. Затем при соответствующем увеличении температуры вследствие отставания скорости диффузии участвующего в реакции газообразного вещества (например, кислорода воздуха при горении твердого углерода), поступающего из потока к поверхности реагирования, фактическая скорость реакции и пропорциональная ей скорость тепловыделения сойдут с кинетической кривой на диффузионную. Эта часть общей кривой тепловыделения будет расположена в координатах ц — Т тем выше, чем интенсивнее диффузия, т. е. чем больше коэффициент газоотдачи р (чем больше скорость потока омывающего поверхность реагирования). [c.107]

В работе [1] авторы рассматривали окисление пиролитического графита, подвергнутого предварительной термообработке при температуре выше 3000° С, в воздушной среде при 600° С, а в СОа нри 800° С, Было замечено, что скорость окисления с торцов выше, чем на базисной плоскости, в 4—5 раз. Авторы указывают, что это различие кажущееся, так как будучи приведенными к действительным поверхностям реагирования (5 ж 5 с) с учетом их шероховатостей как для торца К ), так и для базисной плоскости скорости оказываются равными, т. е. [c.27]

Большинство опытов Л. Мейер провел с графитовой нитью, подвергшейся специальной обработке, чтобы получить достаточно чистую и однородную поверхность реагирования. Это достигалось нагреванием графита в смеси /з метана и /з водорода в течение 1—2 мин. при температуре 2500°С, благодаря чему Мейер достиг удовлетворительной повторяемости результатов. Опытные данные отчетливо выявляют две ограниченные температурные области. [c.139]

Из (15.10) видно, что скорость реакции зависит от температуры, причем при относительно низкой температуре она оказывается меньше, чем скорость диффузии окислителя к поверхности реагирования. Тогда скорость горения в основном определяется кинетикой химической реакции на поверхности. С увеличением температуры скорость химической реакции резко возрастает до тех пор, пока не будет соизмерима со скоростью диффузии. При больших значениях температуры скорость химической реакции настолько велика, что процесс горения зависит в основном от поступления окислителя к поверхности реагирования. При этом окислитель незамедлительно вступает в реакцию с горючим, а концентрация его на поверхности близка к нулю. [c.404]

Рис. 8.7. Поверхность отклика по выходу бензина в зависимости от температуры и фиктивного времени реагирования при крекинге вакуумного дистиллята на шари— коном цеолитсодержащем катализаторе (цифры у кривых — выход бензинов % масс.) (Данные Кургана, la В.М.)

Во всех случаях действие катализатора проявлялось в понижении температуры, при которой начинается пневматолиз, и ускорении роста карбоидных частиц и кристаллов графита. Нижняя температурная граница каталитического пневматолиза лежит около 400—500° С. Катализаторами чаще всего служат металлы, способные образовывать карбиды, наиболее известный катализатор — железо. Специфично разложение ацетилена на меди. Понижение температуры пневматолиза указывает на то, что катализатор облегчает диссоциацию и этим способствует цепному реагированию. Однако это не объясняет образования специфических структур и кристаллов графита. Нарастание происходит на самом образующемся угольном теле. Форму нароста можно объяснить или тем, что частицы катализатора сохраняются на растущей поверхности и перемещаются по мере ее роста, или тем, что катализатор только задает расположение точек роста, которые дальше передаются, как бы по эстафете. [c.103]

Оценка глубины проникновения реакции в поры показывает, что она уменьшается с повышением температуры [66]. В зависимости от температуры опыта реакция может идти на внутренней (при относительно низких температурах) или на внешней поверхности образца. При температурах 3000 °С, хотя реакция идет на внешней поверхности, происходит разрыхление углеродного вещества за счет переноса его диффузией к зоне реагирования из внутренних частей образца [67]. [c.118]

Скорость гетерогенного процесса определяется относительными скоростями отдельных стадий реагирования и лимитируется наиболее медленной из них. В кинетической области (ири постоянной величине поверхности раздела фаз) скорость процесса можно увеличить повышением температуры, так как в этом случае одновременно возрастают значения К и АС. По мере дальнейшего повышения температуры система будет переходить из кинетической области реагирования в диффузионную. Это объясняется следующим. С повышением температуры процесса скорость диффузии увеличивается. Это следует нз формулы [c.236]

Механическая прочность промежуточных слоев обусловлена их строением, а силы, с которыми они удерживаются, представляют собой хемосорбционные связи. При этом модифицируется поверхность металла, отчасти выправляются структурные несовершенства и резко изменяются фрикционные свойства. Модифицирование осуществляется в результате реагирования металла с соответствующими добавками при высоких контактных температурах. [c.303]

С целью исследования влияния водорода на пиролиз метана нами были проведены опыты в реакторе из кварца, с наружным электрообогревом, заполненном кварцевой насадкой (величина зерна 3,5 мм) со смесями 50% СН -Ь 50% На и 50% СН + + 50% Не. Природный газ очищали от высших углеводородов активированным углем при температуре 55° С, газ очищали также от СО2 и осушали, в результате чего получали метан, содержащий не более 2 об.% примеси азота. Внутренний диаметр реактора составлял 14 жлг, длина рабочей зоны — 50 мм. Время пребывания газа вне рабочей зоны было минимальным за счет весьма небольшого проходного сечения подводящей и отводящей трубок. Работу реактора осуществляли в прямоточном режиме, что было доказано специальными опытами по изучению гидродинамики течения. Внутреннюю поверхность реактора покрывали слоем пироуглерода. Анализ продуктов реакции производили на хроматографе ХЛ-4, количество пироуглерода определяли взвешиванием на аналитических весах. Образования значительных количеств сажи не наблюдали. Температуру в реакторе поддерживали с точностью + 2° С. Из рис. 4, на котором представлены результаты опытов в виде зависимости состава пирогаза от расхода смесей, подаваемых на пиролиз при температуре И00 С, видно увеличение количества непрореагировавшего метана при замене гелия на водород, что свидетельствует о общем торможении процесса водородом. Торможение водородом образования пироуглерода намного сильнее (в 3—4 раза), чем торможение общего реагирования метана. [c.226]

Скорость горения определяется не только скоростью собственно химических реакций, но и конценфацией О, в зоне реагирования. Доставка О, к поверхности частицы осуществляется за счет турбулентной (молярной) и молекулярной диффузии. Движущей силой молекулярной диффузии является перепад концентраций и температур (термодиффузия). Молярная диффузия происходит под действием конвекции, обусловленной движением газа. [c.40]

В частном случае, когда коэффициент диффузии D оказывается равным коэффициенту температуропроводности а, температура поверхности реагирования становится равной теоретической температуре Гпов — тео - [c.109]

Однако такая гипотеза имеет много слабых мест, и в настоящее время для объяснения этого явления привлекают процесс диффузии атомов из объема к поверхности реагирования [72]. С повышением температуры, растет число атомов углерода, диффундирующих к поверхности из объема под влиянием градиента концентрации. При больших концентрациях окислителя эти атомы успевают прореагировать до того, как займут место удалившихся атомов углерода. Если атом, достигший поверхности, успевает занять место прореагировавшего атома до вступления в реакцию с окислителем, то число активных центров уменьшается и, следовательно, снижается средняя скорость реакции. При дальнейшем повышении температуры количество атомов на поверхности, подводимых за счет диффузии из объема, может стать больше необходимого для рекомбинации с атомами, находящимися на поверхности. Эти атомы являются своеобразными активными местами, в результате чего общее число активных центров возрастает, что приводит к увеличению средней скорости реакции. Такая гипот1еза находит экспериментальное подтверждение при нагреве углеродных материалов до температур более 2600 °С, когда за счет миграции атомов из объема к поверхности заметно уменьшается плотность образцов [67]. [c.122]

На рис. 9-7 представлена сравнительная диаграмма степенн сульфатизации отложений, образующихся на зондах при сжигании сланцев в топках с сухим и жидким шлакоудалением. Видно, что с увеличением температуры поверхности (отложений) степень сул зфатизации отложений при сжигании сланцев в топке с сухим шлакоудалением увеличивается, а при сжигании в топке с жидким шлакоудалением, наоборот, снижается. В первом случае степень сульфатизации связана с реагированием свободной окиси кальция с окислами серы, а во втором — с серой, связаявой щелочными металлами, т. е. изменение величины /гзоз в этом случае происходит пропорционально количеству калия в отложениях. [c.206]

С увеличением скорости обдува указанная неравномерность увеличивается и уменьшается суммарное количество отложенного по всему периметру пироуглерода. Эти явления могут не наблюдаться, если процесс образования пироуглерода будет чисто гетерогенным и не состоит из стадий I—IV, включаюших химические реакции в объеме. Рассмотрим два предельных режима гетерогенного реагирования кинетический и диффузионный. В кинетическом режиме отложение пироуглерода определялось бы только температурой поверхности и было бы равномерным по всему периметру сечения. В диффузионной области диффузионный поток должен быть максимальным в лобовой точке периметра сечения стержня. Это вытекает из опытов по теплообмену поперечно обтекаемого цилиндра (511 и простой аналогии [52] между теплопередачей и диффузией. В этом случае картина отложений пироуглерода была бы прямо противоположной максимум отложений был бы в лобовой точке. Поскольку известно [51 ], что с увеличением скорости потока коэффициент теплопередачи растет, должно было увеличиваться и количество отложенного на стержне пироуглерода, что также не соответствует опытным данным. [c.216]

При высоких температурах процесс реагирования нротекает с большой скоростью, не успевает проникнуть внутрь и сосредоточивается на внешней поверхности. Это дает возможность пренебречь влиянием внутриобъемного реагирования. Но процесс реагирования при более высоких температурах осложняется сильным влиянием диффузии и в связи с этим — скорости н гидродинамики потока газа, а также вторичных реакций. Поэтому при исследовании реакций при высоких температурах большое значение имеет отделение влияния физических факторов, в основном диффузии, от чисто химических. Для того, чтобы наиболее просто и правильно выявить взаимосвязь между диффузией и кинетикой, исследование гетерогенных реакций и в особенности процесса горения углерода и, сопутствующих ему вторичных реакций проводилось в определенных простейших геометрических формах шарик, обтекаемый реагирующим газом (так называемая внешняя задача), канал, стенки которого реагируют с протекающим внутри пего газом (так называемая внутренняя задача), слой из шариков, продуваемый реагирующим газом, и т. д. Применяя для описания процесса дифференциальные уравнения диффузии совместно с граничными условиями, выражающими прямую связь между количеством диффундирующего газа и скоростью реакции на поверхности шарика, канала и т. п. (см. гл. VI), удалось получить хорошее соответствие теории с многочисленными экснериментальными данными [59] и др. В особенности большой вклад в разработку диффузионно-кинетической теории гетерогенного горения внесли Нредводителев и его сотрудники [59], а также Чуханов, Франк-Каменецкий [87], Зельдович и другие советские ученые. Но следует заметить, что математическая обработка экспериментальных данных с помощью диффузионно-кинетической теории горения отнюдь не даст возможности судить об элементарных химических актах (адсорбции, собственно химической реакции и т. д). На основе ее мы можем получить только суммарные константы скорости реакций (включая адсорбцию и внутриобъемное реагирование) и соответствующие величины видимых энергий активаций й суммарного порядка реакции. [c.161]

В опытах наблюдалось увеличение содержания окиси углерода в газе но выходе из канала с течением времени, более медленное при низких температурах и более быстрое при высоких (см. рис. 24). Это происходит вследствие нестационарности процесса, в связи с проникновением реакции внутрь стенок канала и увеличением поверхности реагирования с течением времени. При высоких температурах О 1200°С) поверхность после реагирования разрыхлялась на глубину 0,5 — 1 мм, при более нпзкнх температурах резкость границы разрыхленного слоя не обнаруживается, но вся стенка становится более пористой. Такой же характер реагирования был обнаружен и в опытах Викке, Рогайлина и др. с угольным каналом, при взаимодействии его с водяным паром (см. ниже). [c.197]

Наибольший эффект от повышения телшератур наблюдается при газификации тоилива. Как показали опыты газификации на паро-воздушном дутье, подогрев дутья на 100°С приводит к повышению теплоты сгорания генераторного газа в среднем на 30—40 ккал нм . При газификации топлив с жидким шлакоудалением, когда температуры в слое достигают 1600— 1700°С,в связи с непрерывным отводом золы с поверхности реагирования улучшаются условия диффузии газовых реагентов в кислородной зоне. Это приводит к значительной интенспфикации ироцесса горения. Вследствие высоких температур в восстановительной зоне складываются особо благоприятные условия для восстановления углекислоты и водяного пара. Средняя удельная производительность таких газогенераторов достигает 1500 кг/мНас против 400—500 кг/м час для обычных газогенераторов. Кроме того, вследствие лучших условий протекания восстановительных реакций, теплота сгорания газа повышается на 300—400 ктл1нм прп одновременном повышении к. п. д. газификации до 89% [38]. [c.206]

С уменьшением размеров частичек угольной пыли при неизменной массовой концентрации ее увеличивается суммарная поверхность реагирования, а следовательно, и тепловыделение, что приводит к интенсификации тепловой подготовки и воспламенению пылевоздушной смеси. Чем больше выход летучих веществ, тем ниже температура начала выделения летучих веществ, и чем больше в них горючих компонентов, тем легче воспла-мсняется пылевоздушная смесь. [c.144]

При обосновании методики оиределення взаимодействия нефтяных углеродов с активными газами мы исходили из условий протекания процесса в кинетической области реагирования с учетом ликвидации неизотермичности процесса и установления стационарного режима. Неизотермичность процесса обусловлена разницей между температурами реагирующего газа и твердого тела, внешней поверхности и центра частицы, стенки реактора и его центра, газа иа входе и выходе из зоны реагирования. [c.127]

С и означает переход из внутрикинетической области реагирования в область внутридиффузионного горения Е = = 32 ккал/моль). В пределах температур 480—550°С, т. е. при виут-ридиффузнонном горении, энергия активации процесса несколько снижается. По мере дальнейшего повышения температуры (550— 900 °С) процесс локализуется на внешней поверхности кокса =18 ккал/моль). При температурах выше 900°С процесс горе- [c.167]

Ароматические углеводороды являются одним из основных источников образования кокса при каталитическом крекинге вследствие реакций конденсации и алкилирования олефи-нами с последующей циклизацией и конденсацие Склонность ароматических углеводородов к образованию кокса возрастает с повышением их основности [22]. Приведенные на рис. 4.10 зависимости показывают рост содержания кокса на цирконийалюмосиликатном катализаторе (температура крекинга 500°С) с повышением основности и фиктивного времени реагирования крекируемого ароматического углеводорода. Основность ароматических углеводородов, по-видимому, отражает склонность к хемосорбции на поверхности и влияет аналогично фиктивному времени реагирования. [c.96]

Механизм образования глянцевых углей представляется так. Газообразные соединения углерода адсорбируются на твердой поверхности и под действием температуры разлагаются. При этом возникают свободные радикалы, что приводит к очень быстрому цепному реагированию, которое заканчивается обра- [c.102]

Влияние пористости графитовых материалов на их покрытие пироуглеродом рассмотрено в работе Авдеенко М.А. с сотр. Хотя это исследование проведено при температурах отложения пироуглерода выше 1000 °С, рассмотрение влияния пористости и температуры опыта представляет интерес для понимания механизма отложения пленок и объемного уплотнения графита из газовой фазы. В качестве объектов исследования, отличающихся распределением пор по размерам и общей пористостью, использовали графит марок ГМЗ, МГ-1 и МПГ-6. При 1300°С скорость отложения пироуглерода довольно быстро замедляется, тогда как при 1100°С она остается достаточно высокой в продолжение всего опыта, длительность которого достигала 6 ч. Общий привес при 1100°С значительно выше, чем при повышенной температуре. Это объясняется высокой скоростью реакции при повышенной температуре, уто приводит к реагированию у внешней поверхности образца и зарастанию лор, после чего реакция проходит на внешней поверхности. При еще более вь1С0ких температурах опыта (1550, 1800 °С) скорость осаждения настолько велика, что осаждение в порах, особенно мелкозернистых материалов, не наблюдается. В данном случае имеют место реакции, протекающие в области внутренней диффузии, которые осложнены изменяющейся по ходу процесса пористостью. [c.186]

В работе [16б] предложена усовершенствованная методика определения реакционной способности углеродистых материалов по отношению к СО2 в проточной реакционной системе, основанная на непрерывном определении состава газообразных продуктов реакции при помощи оптико-акустических газоанализаторов с последующим расчетом зависимости угара углерода от продолжительности реагирования. В этой работе карбоксиреакционная способность коксов оценивается тремя параметрами предэкспонентом кажущейся константы скорости (при угаре, равном нулю) в уравнении Аррениуса, кажущейся энергией активации и коэффициентом, характеризующим скорость изменения кажущейся константы скорости реакции от угара. По первым двум кинетическим параметрам можно рассчитать начальную кажущуюся константу скорости для различных температур реагирования, а с помощью третьего - величину кажущейся константы- скорости при любой угаре кокса. Все параметры, характеризующие реакционную способность коксов, определяются непосредственно из экспериментальных данных и при этом нет необходимости в измерении как удельной, так и реакционной поверхности коксов. [c.23]

С в я 3 а н н о-ш лаковые отложения образуются в условиях, когда на поверхность одновременно наносятся частицы золы в твердом, жидком и размягченном виде и когда между этими частицами происходит взаимное химическое реагирование и опекание (часто под воздействием газовой среды). Связанно-шлаковые отложения могут быть, как и связанные, рыхлыми или плотными. Область возникновения связанно-шла ковых отложений зависит, в основном, от температуры продуктов сгорания. [c.115]

О границах можно говорить только условно, так как общая реакционная поверхность не имеет какой-либо определенной геометрической формы. Далее. мы увидим, что чем интенсивнее протекает гетерогенная реакция, т. е. чем выше температура и чем больше реакционная способность твердого тела, тем в большей стен( ни эта реакция сосредоточивается иа его внешней иоверхности. Напротив, чем ниже температура и меньше реакционная способность, тем больше реакция проникает вглубь. Поэтому под внешвей реакционной поверхностью следует нонпмать ту предельную реакционную поверхность тела, которая достаточна для реагирования ирп бесконечно большой скорости реакции. [c.85]

Реакция горения окисп углерода при газификации угля в слое может протекать как в объеме макропор (между кусковых пространств), так и у поверхности углерода, т. е. в месте ее вознишювения. Это зависит от температуры реагирования, скорости дутья, размера макропор, концентраций кислорода и окиси углерода, а также от пористости углерода (поскольку горение окиси углерода может протекать не только у внешней поверхности, но и внутри частицы, в ее порах). [c.184]

Бурке и Шуман [246] выдвинули теорию непрямого окислепия углерода через одну вторичную реакцию восстановления углекислоты. Согласно этой теории, кислород не доходит до поверхности углерода и расходуется па горение окиси углерода, диффундирующей навстречу кислороду. Далее уже только углекислота, получающаяся при горении окиси углерода, достигает поверхности уг герода и реагирует с ной. Подобные же взгляды на характер окисления кокса были высказаны Бенгстремом [247]. Такой характер реагирования можно себе представить только при очень высоких температурах, т. е. при интенсивном протекании реакции восстановления углекислоты. [c.188]

Саивииовым [260] проводилось изучение реакции С02-1-С = 2С0 методом непрерывного взвешивания реагирующего шарика с помощью крутильных весов. Аг тор исследовал скорость реагирования шарика пз электродного угля = 0,75 до 1,5 см в интервале температур / = 743927°С. При этом зависимость от диаметра частицы не обнаружена, но, по Хитрину [59], это объясняется очень малой величиной внутренней поверхности 8 данного угля, оцененной из опытов Головиной ве.иичпной Л , = 10,3 см /см . При малой величине нельзя ожидать пропорциональности между 8 и диаметром частицы. Наличие внутреннего реагирования в опытах Саввинова подтверждается заметным разрыхлением поверхности угля после реакт ,ии, а также некоторым возрастанием скорости реакции с течением времени. Нз опытов установлены величина энергии активации =51000 кал/моль, а также первый порядок реакции в пределах концентраций от О до 100 /о- [c.198]

Галушко и автором в период с 1951 по 1954 г. [98, 263] проводились исследования реакции С02- -С = 2С0 по методу непрерывного взвешивания (па крутильных и кварцевых пружинных весах) угольной частицы, реагирующей в потоке углекислоты. Реакция изучалась на частицах пз электродного угля, а также из графита как большого диаметра ( =10—15 мм), так и малого ( = 2—5 мм) в заранее установленном опытами внешнем кинетическом режиме (т. е. свободном от влияния внешней диффузии). Для этог() экспериментально устанавливалась зависимость скорости реакции от скорости дутья вплоть до перехода в кинетический режим. Опыты проводились при измепенип концентрации углекислоты в пределах от О до ЮО /д и давлений от 1 до 6 ата, в интервале температур 855—1040° С. Вычисленная из температурной зависимости энергия активации составляет = 50500 кал/моль. Как и в других работах [ИЗ, 260], наблюдался признак внутреннего реагирования — разрыхление поверхности. На рис. 48а, 486 приводятся графики изменения скорости реакции от начальной концентрации СО2. Они показывают (как и другие по- [c.207]

В работе [303] (1931 г.) указанные авторы применяют своеобразную схему реагирования, о которой мы уже упоминали (см. гл. VII). В ней предполагается отсутствие непосредственного реагирования кислорода с углеродом поверхности частицы — с углеродом реагирует только углекислота, образующаяся за счет горения окиси углерода. Поскольку и здесь предполагается мгновенное сгорание и скорость химнчоския реакций не учитывается, то задача вновь сводится к использованию уравнения молекулярной диффузии, только с иным распределением температур и концентраций на поверхности частицы и поверхностях пленки — одной, на которой С0 = 0 и Оз=0, и другой, с концентрацией 02 = Vд. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология