ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Протекание реакции во внешнедиффузионной области в стационарном слое катализатора из "Массопередача в гетерогенном катализе" Для целого ряда систем с различными геометрическими характеристиками значения /н. и Jг) приближенно равны друг другу. Де Ацетис и Тодос [93] изучали тепло- и массопередачу при испарении воды из слоя сферических частиц и установили, что /н//о = 1151 при Не = 15—2000. Позднее на основании своих данных и данных других авторов они получили более точное значение этого отношения, равное 1,076 [314]. [c.85] Для реакций с большим тепловым эффектом важно иметь возможность определить разность температур гранулы и жидкости. Для такого расчета необходимо знать коэффициент теплоотдачи, определяемый вышеописанными методами. [c.86] При выводе (11.19) предполагается, что физические свойства жидкости и коэффициент массопередачи по длине слоя меняются незначительно. [c.86] Как уже отмечалось, для газов число Прандтля близко к единице. Из уравнения (П.20) следует, например, что если степень превращения равна 99% (У Уа = ЮО), то при Ргд == 1 и Ке = 10 необходимая длина слоя составляет всего три диаметра эерна1 При Ке = 1000 имеем г = 17 ёр. При том же значении критерия Рейнольдса и степени превращения 90% г = 8 1р. [c.87] Если в реакции первого порядка степень превращения, равная 90% от равновесной, достигается при длине слоя 50—100 диаметров, то это означает, что наблюдаемая скорость реакции значительно ниже, чем для той же реакции в условиях внешнедиффузионных ограничений. Следовательно, здесь разность концентраций у внешней поверхности гранулы и в потоке будет пренебрежимо малой. [c.87] Для жидкостей значение диффузионного критерия Прандтля может достигать 10 ООО и более. В соответствии с этим из уравнения (11.20) следует, что в жидкофазных реакциях во внешнедиффузионной области для достижения одной и той же степени превращения требуется значительно большая длина слоя, чем в газовых реакциях. [c.87] Примером технической реакции во внешнедиффузионной области является процесс окисления аммиака воздухом на платиновой сетке [95]. Близок к нему и процесс Андрусова, в котором смесь аммиака, воздуха и природного газа превращается в синильную кислоту на таком же катализаторе. [c.87] Реакция разложения концентрированной перекиси водорода на серебре, применяемая для получения дополнительной энергии в ракетных и авиационных двигателях, также протекает во внешнедиффузионной области. Сюда же относятся горение угля при высоких температурах и отложение пленок металлов при разложении их соединений. [c.87] Пример 11.1. Определение коэффициента массопередачи от газа к гранулам катализатора. [c.87] Рассмотрим процесс гидроочистки лигроина плотностью 782 кг/мз. Процесс проводится при 294-10 Н/м и 387 на цилиндрических таблетках катализатора. Диаметр и высота их равны 3,8 мм. В реактор поступает смесь 82,8 мол. % водорода с 17,2 мол. % паров лигроина. Средняя молекулярная масса этой смеси 30,3 плотность смеси в рабочих условиях 16,8 кг/м . Массовая скорость подачи сырья в реактор 6760 кг/(м -ч). [c.87] Содержащаяся в сырье сера представлена в виде тиофена. Используя данные Максвелла [208] и общепринятую методику определения свойств смесей [264], вязкость смеси найдем равной (х = 38 10 Н с/м . Для тиофена в смеси получаем Ргд = 2,96. Согласно уравненюо (11.6), эквивалентный диаметр таблеток р = 3,92 мм = 3,92-10 з м. [c.87] Удельная поверхность взята из табл. 11,1 и равна а = 1020 м /м . [c.88] Таким образом, если бы скорость удаления серы зависела только ют условий массопереноса между газом и гранулой, то необходимая высота слоя катализатора была бы значительно меньше обычно применяемой. [c.88] Вернуться к основной статье