ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидравлическое сопротивление из "Технология серной кислоты" Влияние процессов переноса на скорость реакции. Приведенные в предыдущем разделе уравнения для скорости реакции справедливы в кинетической области, когда скорость химической реакции настолько мала по сравнению со скоростью переноса вещества, что концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции одинаковы в пределах отдельных сечений контактного объема, нормальных к направлению потока газа, независимо от расстояния до каталитически активной поверхности. [c.442] В зависимости от того, какая из этих стадий протекает наиболее медленно, т. е. контролирует процесс в целом, мы будем иметь различные кинетические закономерности. Область, в которой скорость процесса определяется стадиями 1) и 5), называют областью внещней диффузии. Область в которой скорость процесса определяется стадиями 2) и 4), называется областью внутренней диффузии. Область, в которой скорость процесса определяется стадией 3), называется кинетической областью. [c.443] В области внешней диффузии концентрация одного из реагирующих веществ в объеме много больше концентрации у по-верхпости. Для практически необратимых реакций концентрация у поверхности близка к нулю, для обратимых реакций концентра-штя у поверхности близка к равновесной для данной температуры. Скорость реакции определяется разностью концентрации в объеме и на поверхности и поэтому проходит так же, как и реакция первого порядка. Количество реагирующего вещества пропорционально наружной поверхности и поэтому активность катализатора обратно пропорциональна крупности зерен. [c.443] В области внутренней диффузии концентрации в объеме газа и у наружной поверхности гранулы близки между собой. Градиенты концентраций внутри пор значительны. [c.443] В этом случае в глубине пор достигается равновесие и поэтому участвует в реакции только близкая к наружной поверхности часть гранулы. Глубина проникновения реакционной зоны зависит от активности катализатора. Поэтому наблюдаемая кинетика не соответствует истинной. Порядок реакции по компоненту, концентрация которого в глубине зерен близка к нулю (для необратимых процессов) или близка к равновесной (для обратимых процессов), становится средним между порядком реакции в кинетической области и первым, порядок реакции по остальным компонентам снижается в два раза и энергия активации становится равной половине энергии активации в кинетической области. Количество реагирующего вещества зависит от крупности зерен. [c.443] При работе на обычных концентрациях сернистого газа (5—8% SO2) перенос вещества пз газового потока к гранулам катализатора не влияет на скорость окисления сернистого газа. При работе на концентрированных газовых смесях процессы переноса к внешней поверхности могут иметь решающее значение. [c.444] О — коэффициент диффузии, смУсек-, а — парциальное давление сернистого газа, ата. [c.444] Данные о степени использования внутренней поверхности позволяют уточнить вычисленные ранее (стр. 431) значения оптимальных температур, справедливых только для кинетической области. [c.445] Гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление катализатора обычно составляет основную часть сопротивления контактных аппаратов. Для аппаратов с внутренним теплообменом сопротивление слоя катализаторной массы составляет 85%, а для аппаратов с промежуточным теплообменом 60—65% от общего сопротивления аппарата. [c.446] Приведенный диаметр составляет 0,003 м для гранул и 0,0046 м для таблеток. [c.448] Эта формула верна для отношений 3. [c.448] Приведенная формула (61) дает сопротивление зерен с гладкой поверхностью. В области малых чисел Рейнольдса (ниже 40) влияние шероховатости не должно сказываться. В области Re 500 сопротивление таблеток в среднем на 50% выше сопротивления гладких шариков, а сопротивление гранул на 200%. [c.448] Перепад давления по слою не должен превышать веса гранулы. В противном случае при движении газа снизу вверх будет наблюдаться шевеление слоя, что приведет к механическому истиранию и частичному уносу катализатора. [c.448] Вернуться к основной статье