Согласно квазигомогенной модели гетерогенный процесс протекает одновременно в любой точке объема твердой частицы, что возможно, если газообразный реагент может достаточно свободно проникать внутрь твердой фазы. Такое наблюдается при высокой пористости твердого вещества и невысокой скорости химической реакции на поверхности этих пор.
Согласно модели с фронтальным перемещением зоны реакции (более распространенной) химическая реакция сначала протекает на внешней поверхности частицы до тех пор, пока внешний слой твердого реагента (В) полностью не превратится в соответствующие твердые или газообразные продукты реакции; более глубинные слои в реакции не вступают. Постепенно зона химической реакции продвигается внутрь, оставляя за собой твердый продукт реакции (Р) и инертную часть исходного твердого реагента (золу). В произвольный момент времени твердая частица представляет собой внутреннее ядро, окруженное внешней оболочкой (рис. 3.1).
Ядро состоит из непрореагировавшего реагента (поэтому эту модель называют иногда моделью с непрореагировавшим ядром). Окружающая его оболочка состоит из твердого продукта и инертных веществ.
Гетерогенный процесс, описываемый моделью с фронтальным перемещением зоны реакции, можно разделить на пять основных стадий:
1) внешняя диффузия — подвод реагента А к поверхности твердой частицы через слой газа, обедненный этим компонентом;
2) внутренняя диффузия — проникновение газообразного реагента через поры твердого продукта реакции к ядру твердого реагента;
3) химическая реакция на поверхности непрореагировавшего ядра;
4) внутренняя диффузия газообразных продуктов через слой твердых продуктов;
5) внешняя диффузия газообразных продуктов в ядро газового потока.
При определении методов интенсификации гетерогенного процесса 4-ю и 5-ю стадии в раде случаев из рассмотрения можно исключить, в частности, когда протекающая химическая реакция является необратимой.
Повысить скорость внешней диффузии
можно, увеличивая либо движущую силу, которая равна разности концентраций реагента в газе САгаз (моль/л) и твердой фазе С™ (моль/л), либо коэффициент массоогдачи β. Для его увеличения [см. формулу (3.3)] нужно увеличить коэффициент молекулярной диффузии D (если это возможно) и (или) уменьшить толщину диффузионного (газового) подслоя δ.
Коэффициент молекулярной диффузии зависит в основном от молекулярной природы веществ, участвующих в процессе диффузии, и слабо зависит от температуры и давления. Так, например, коэффициент молекулярной диффузии реагентов в газовую пленку при росте температуры с 700 до 800 К увеличивается лишь в 1,22 раза. Таким образом, рост температуры проведения процесса не может служить надежным способом интенсификации внешней диффузии.
|
|
|
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...
|
|