ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловые явления. Число стационарных режимов и их устойчивость из "Общая химическая технология и основы промышленной экологии" Не все катализаторы имеют пористую структуру. Если реакция быстрая, то развивать внутреннюю поверхность не имеет смысла. Например, окисление аммиака протекает на платиновом катализаторе в виде проволоки, сплетенной в сетку. Для полного окисления достаточно нескольких слоев сетки. На непористом катализаторе реакция протекает на внешней поверхности, где взаимодействуют компоненты из обтекающего его газового потока. Реагенты должны проникнуть через пограничный слой к поверхности твердого тела - катализатора. Схема процесса такая же, как в системе газ - твердое (см. разд. 2.4.2, модель сжимающаяся сфера ), за одним исключением твердое тело не превращается в продукт реакции, не изменяется в процессе, исключается этап III. Достаточно воспользоваться описанием преврашения компонента только газовой фазы в гетерогенном процессе газ - твердое . [c.96] Влияние условий процесса (концентрации, температуры, скорости потока), режимы и лимитирующие стадии - такие же, как для процесса сжимающаяся сфера (см. рис. 2.24). [c.97] Хотя был рассмотрен процесс на непористом зерне катализатора, его описание можно применить и в случае пористого зерна, если в (2.119) использовать наблюдаемую скорость превращения. [c.97] Химические реакции сопровождадлся вьщелением или поглощением теплоты, что может привести к возникновению температурных градиентов, влияющих в свою очередь на скорость превращения. [c.97] Величина А Гад - важная характеристика химического процесса, она будет неоднократно встречаться при его анализе. Характерная величина А Гад для многих промышленных реакций -несколько сот градусов. [c.98] Процесс в пористом зерне катализатора можно считать изотермическим. Малый разогрев внутри зерна связан с существенным (на два порядка) различием в интенсивности переноса тепла и вещества. [c.99] Нуссельта ( /3 - размер зерна). [c.99] Экспоненциальная зависимость к(Т ) = кое р(-Е/КТл) не позволяет из (2.125) получить в явном виде значение Г . Используем графический метод рещения. [c.100] Температура катализатора будет продолжать увеличиваться, пока не будет достигнуто высокотемпературное стационарное состояние. Самопроизвольно прежний среднетемпературный режим не восстановится. Понижение температуры до приведет к дальнейшему остыванию катализатора вплоть до достижения низкотемпературного состояния. И это будет происходить при любых малых изменениях Гр - первоначальный стационарный режим не будет восстанавливаться самопроизвольно Такой режим называется неустойчивым. Для него (1др/е1Т йя 1 1Тр. [c.102] Температуру Та в назовем температурой зажигания . На рис. [c.103] Обратное движение с постепенным уменьшением То также показано стрелками, а стационарные режимы на рис. 2.39, а отмечены кружочками. Высокотемпературные режимы до состояния 3 повторятся. Но дальнейшее уменьшение То сохранит высокотемпературные режимы вплоть до То, н. после чего произойдет скачкообразный переход от состояния 3 к состоянию / . Температуру Го, назовем температурой потухания . Далее будут повторяться режимы, полученные при подъеме То. Такой гистерезис стационарных режимов был получен и экспериментально. [c.103] Условия зажигания процесса можно использовать. Высокотемпературный, интенсивный режим проводится при небольшой температуре потока. Чтобы выйти на такой режим, не разогревая катализатор и поток реагентов, на короткое время повышают концентрацию реагента и по выходе на необходимые температуры концентрацию возвращают к заданной. [c.103] Выйти на высокотемпературный режим, не разогревая предварительно слой, можно с помощью небольшого количества (даже одной таблетки) высокоактивного катализатора. При заданных условиях на таблетке реализуется только высокотемпературный режим, и эта таблетка разогревает соседние. Процесс на них, менее активных, также выходит на высокотемпературный режим, и они в свою очередь зажигают последующие. Распространяющаяся волна постепенно прогревает весь слой. [c.103] Поскольку процесс на наружной поверхности катализатора подобен гетерогенному процессу газ - твердое , то в нем будут наблюдаться такие же явления зажигание и потухание процесса, гистерезис режимов. Пример - самовозгорание твердых горючих материалов. [c.103] Вернуться к основной статье