При рассмотрении гетерогенных процессов выделяют две крайние, принципиально различающиеся ситуации:
скорость химической реакции при данном режиме осуществления процесса мала по сравнению со скоростью диффузии на стадиях, предшествующих реакции. Интенсификация гетерогенного процесса в целом может бьггь достигнута при таком изменении технологического режима, которое приведет к интенсификации химической стадии (см. гл. 2). Такие гетерогенные процессы принято называть процессами, протекающими в кинетической области·,
скорость химической реакции велика и превышает скорость диффузии. Тогда для увеличения производительности и интенсификации процесса нужно стремиться к устранению тормозящего влияния диффузии. Этот случай соответствует диффузионной области протекания гетерогенного процесса.
3.2. Диффузионная область гетерогенных процессов
В результате протекания гетерогенной химической реакции в разных точках реакционного пространства устанавливаются различные концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции. Например, при взаимодействии газообразного реагента А с твердым реагентом В концентрация вещества А у поверхности реагента В будет в общем случае меньше, чем в ядре газового потока, обтекающего твердую частицу.
Градиент (разница) концентраций реагента А является причиной возникновения диффузии — самопроизвольного процесса переноса вещества в результате беспорядочного движения молекул до установления равновесного распределения концентраций. Хаотичное тепловое движение частиц вещества вызывает упорядоченный направленный перенос его в области, в которой возникают градиенты концентрации или в которой распределение концентраций отличается от равновесного.
При рассмотрении гетерогенных процессов важно знать, какова скорость диффузии на стадиях, предшествующих химической реакции, не будут ли диффузионные процессы тормозить химическое взаимодействие.
Скорость диффузии зависит от плотности и вязкости среды, температуры, природы диффундирующих частиц, воздействия внешних сил и т. д. Закономерности диффузионных процессов описываются законами Фика.
Согласно первому закону Фика количество вещества А, перенесенного путем диффузии в единицу времени через поверхность, перпендикулярную направлению переноса, пропорционально градиенту концентрации этого вещества в данный момент времени:
где W^ — скорость диффузии вещества А, моль/с; vA — стехи- ометрический коэффициент; S — площадь поверхности раздела фаз, м2; пА — количество вещества, моль; D — коэффициент молекулярной диффузии, м2/с; ЭСд/Эг — градиент концентрации, моль/м4; τ — время, с.
|
|
|
АКЦИИ, ПРЕДЛОЖЕНИЯ |
|
Доставка бесплатно! |
Компания «Плазма» предлагает всем новым клиентам бесплатную доставку первого заказа! |
|
| |
НОВОСТИ |
|
15-06-09 |
ООО "ПЛАЗМА" рада сообщить, что с 15 июня 2009 года, появляется новый отдел, теперь мы готовы предоставлять промышленных альпинистов, для работ любой сложности (окраска, мойка, ремонт, реставрация). Все альпинисты имеют соответствующие лицензии. Цены дешевле средних. Звоните, будем рады помочь. |
|
01-06-09 |
ООО "ПЛАЗМА" успешно завершила поставку лакокрасочных материалов для ОАО "РЖД".
Ждем подписания следующего контракта. |
архив новостей...
|
|