Diffúzió és kinetikai módok reakciók
Diffúzió és kinetikus módok reakciókat.
Kiszámításához a gáz-folyadék reaktorok és kiválasztja a működési jellemzőik is fontos módban perkolációs lassú reakció. Annak megállapítása feltételeit az átmenet a reakció a kinetikai rendszer, úgy a diffúziós átalakulási arányát anyagok reagáltatásával egyenlet szerint (11,44).
Az anyagellátó sebessége a reakciózónába
ahol működő térfogatának a reaktor (a térfogata a gáz-folyadék keverék); és - a fajlagos felület közötti érintkezési a fázisok.
A változás mértéke A anyag miatt a reakciót a folyadék térfogata
ahol a reakció sebességi állandója.
Mivel az egyensúlyi reakcióban kamrában megfelel annak a feltételnek
akkor a fenti egyenlet megkapjuk
Írja be ezt a kifejezést az egyenlet és figyelembe véve, hogy
jellemzi konverziójának a sebessége az A vegyület a gáz-folyadék reaktort.
1. Kinetic rezsim. Ha az egyenlet (11,55)
könnyebb lehet beírni
Ez az egyenlet jellemző a lassú reakció, amikor az anyag koncentrációja a teljes folyadék térfogata gyakorlatilag állandó, és egyenlő a reakció sebessége ebben az esetben nem függ a hidrodinamikai feltételek a gépben, és ezen kívül a koncentráció meghatározását csak a sebességi állandó ilyen körülmények között tartják, hogy a reakció kinetikus üzemmódban.
2. A diffúziós üzemmódban. Ha az egyenlet (11,55)
könnyebb lehet beírni
Gyors reakció jellemző, ha a koncentrációja az anyag zhidkostnoyplenke szinte eléri a kémiai konverziós arány határozza szempontjából anyagátadási anyagok, attól függően, hogy a folyamat hidrodinamika. Következésképpen a reakció zajlik a diffúziós rendszer.
Állapot (11,56), illetve (11,58) van gyakorlati jelentősége. Ha a folyamatot végezzük egy buborék reaktorban vagy mechanikus diszpergálási gáz, olyan paramétereket, mint növelni fogja a bepermetezett gáz sebességét, vagy sebességű keverővel Következésképpen, a növekedés ezen paraméterek reagáltathatjuk transzfer diffúziós üzemmódban kinetikus, ezáltal növelve a kémiai konverziós ( ábra. 18). Azonban meg kell jegyezni, hogy a függetlenség még nem elegendő alap jóváhagyási átmenet reakció kinetikus üzemmódban. A növekvő sebességgel, mint öblítőgáz megváltoztathatja a hidrodinamikai rendszer a reaktor, ahol
Ábra. 18. Az átmenet reakció kinetikus üzemmódban: I - egy diffúziós mód; II - kinetikai rendszer
A átmenet a tényleges kinetikus rendszer csak akkor beszélünk, ha a magasabb reakció-hőmérséklet (ábrán. 18, hogy növeljék a meghatározott mennyiségű tárolt és függetlenségét megerősítik a fenti rendelkezések hivatkozva egy konkrét példát.
Ábra. A 19. ábra mutatja a kísérletek eredményeit a hidrogénezés etilén-oxid és a metán a folyékony szénhidrogén Az ordináta képviseli a kimeneti értékek metán V, az abszcisszán - a csökkentett hidrogén sebességét a buborékban oszlopban. 1. vonal felel meg a reakció-hőmérséklet 235 ° C, vonal
A hőmérséklet 235 ° C, a reakció lefolyását a kinetikus régióban, és egy további fogyasztásának növekedése hidrogén gyengén tükröződik a kimeneti metán. A hőmérséklet 261 ° C-os állandó a kémiai reakció sebessége eléri azt az értéket, amellyel a gáz sebessége a vizsgált tartományban feltétel (11,58), m. F. A reakciót a diffúziós zóna. Csökkentett felszabaduló metán, amikor csökkenése miatt egy.
Ábra. 19. A diffúzió és a kinetikus módok hidrogénezése etilén-oxid
Ez a példa azt mutatja, hogy meg kell vizsgálni a hatását a gáz sebessége széles tartományban változik. Megszűnése kísérletek vezethet a hamis következtetésre jutott, hogy az átmenet a kinetikus régióban.
Egyenlet (11,55) ad egy meglehetősen világos megértése a tényezők, amelyek meghatározzák a kinetikáját a gáz-folyadék reakciókban, de
felhasználásával számoljuk ipari reaktorokban nehezíti, hogy a megbízható ajánlások találni az anyagátadási együttható és határfelületi területet a.
Néha célkitűzése, hogy a technika kiszámításának buborék reaktor alapuló jogszabályok anyagátadási egyetlen gáz buborék emelkedik a folyékony réteg egy bizonyos sebesség. A folyamat a anyagátadási a nem deformált buborék nem nehéz, hogy gondoskodjon a kis méret, miközben fúj a gázt a folyadék alacsony sebességek révén finom lyukak (például, egy porózus kerámia partíció). Azonban, a kutatási eredmények ilyen körülmények között nem mindig lehet kiszámítani az ipari készülékek töltött erősen turbulens gáz-folyadék keveréket oly módon, hogy olyan fogalmak, mint az átmérője a gázbuborék és meredekség, egyre meglehetősen hagyományos.