Cтраница 1
Внутридиффузионное торможение имеет место в тех случаях, когда соотношение между скоростью реакции и скоростью диффузии в поре таково, что большая часть поступающего газа поглощается в устье поры, в результате чего концентрация газа в поре меньше, чем на поверхности зерна. Рассмотрим модель цилиндрической поры. Допустим, что внутридиффузионное торможение становится заметным, когда скорость топохимической реакции достигает величины W. В начале реакции WW и газ поступает в глубину поры, однако далее скорость возрастает, начиная с некоторого момента она превысит скорость W, и концентрация газа внутри поры начинает резко уменьшаться по глубине поры. Примерные кривые спада концентрации в поре для разных моментов времени и, соответственно, для различных степеней превращения в устье поры показаны на рис. 6.5, где са - концентрация газа на поверхности зерна. Развитие реакционной зоны и повышение скорости реакции наиболее интенсивно происходят вблизи устья поры. [2]
Зависимость степени использования внутренней поверхности катализатора я от числа Тиле Y для цилиндрических зереи. Кривые 1, 2 и 3 относятся к порядкам реакции 0 1 и 2 соответственно. [3] |
Внутридиффузионное торможение не проявляется при малых радиусах зерен, низкой активности катализатора и высоком коэффициенте диффузии. [4]
Внутридиффузионное торможение реакции здесь не учитывается. Как и в кипящем слое, перенос вещества движущимися твердыми частицами не играет роли, если реакция протекает во внешнедиффу-зионной области или если частицы катализатора обладают малой удельной поверхностью, плохо сорбирующей реагент. [5]
Влияние внутридиффузионного торможения на кинетику реакции может быть устранено или уменьшено путем уменьшения размеров зерен твердого материала и снижения температуры. Более сложным способом является варьирование пористой структуры твердого материала. Увеличение среднего радиуса пор, как ясно из предыдущего, способствует уменьшению влияния внутридиффузионного торможения. [6]
Явления внутридиффузионного торможения связаны с пористой структурой катализаторов. Следует различать два типа диффузии - молекулярную и кнудсеновскую. Первый тип диффузии характерен для крупных пор, размеры которых превышают среднюю длину свободного пробега молекул. Кнудсеновская диффузия протекает в тонких порах, причем коэффициент диффузии снижается прямо пропорционально уменьшению диаметра капилляра. Особое значение этот тип диффузии имеет для процессов, проходящих при низких давлениях, а под давлением около 300 am она становится заметной лишь в порах размером порядка 10 А. [7]
Отсутствие внутридиффузионного торможения может быть также доказано путем сопоставления данных о структуре зерен твердого материала и максимальной скорости реакции с соответствующими данными для стационарных систем, например для реакций гетерогенного катализа. Так, если гетерогенная каталитическая реакция на зернах тех же или больших размеров с той же или более тонкой пористой структурой, характеризующаяся скоростью, равной или превышающей максимальную скорость топохимической реакции, протекает в кинетической области, то можно пренебречь влиянием внутридиффузионного торможения и на кинетику сравниваемой топохимической реакции. [8]
Зависимость фактора эффективности ц от модуля Тиле Ф для последовательного механизма блокировки при концентрации продукта 6 0 25. [9] |
При сильном внутридиффузионном торможении [ Ф 50, рис. 6.10 ( в) ] практически весь объем гранулы дезактивирован однородно, хотя вблизи ее наружной поверхности активность по-прежнему равна единице. Сравнение результатов расчетов, представленных на рис. 6.10 ( а) и 6.10 ( 6), с одной стороны, и 6.8 ( 6) и 6.8 ( в), с другой, показывает, что для низких значений Ф коксоотложение при последовательном механизме этого процесса менее сильно выражено, чем при параллельном механизме. [10]
Зависимость начальной скорости окисления колчедана от размера его части и.| Зависимость скорости окисления сульфидов железа в кипящем слое при 700 С от молярной доли кислорода в дутье. [11] |
Так как внутридиффузионные торможения снижаются с уменьшением толщины оксидной оболочки, то эффективным способом интенсификации процесса обжига является уменьшение размера обжигаемых частиц колчедана. [12]
Резкое снижение внутридиффузионного торможения является также благоприятным фактором при регенерации. [13]
Другим результатом внутридиффузионного торможения является то, что скорость реакции начинает зависеть от общего давления Робщ. [14]
Таким образом, внутридиффузионное торможение в реакции газа с твердым телом должно приводить к образованию фронта реакции в устьях пор, постепенно передвигающегося от внешней поверхности к центру зерен. Поскольку условия снабжения фронта газообразным реагентом изменяются относительно медленно из-за его постепенного удаления от внешней поверхности и соответствующего увеличения длины пути диффузии, вид кинетической кривой для реакции, тормозящейся внутренней диффузией, будет близок к виду кривой рис. 74, с той разницей, что вместо плоского плато в окрестности максимума будет медленно спадающая кривая. [15]