САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Мы приглашаем вас насладиться красками природы, посетив галерею фотографий.

Реклама

комплексные поставки лакокрасочных материалов

лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки

Главной стадией гетерогенного химического процесса являет­ся поверхностная реакция, в результате которой и происходят все те изменения, которые составляют природу гетерогенного про­цесса.

Если химическая реакция необратима (а это распространенный класс химических реакций, например реакции горения твердых тел), то концентрация газообразного реагента на поверхности ядра уменьшится от концентрации CЈ"^p, достигнутой на стадии внут­ренней диффузии, до нуля, т.е. до его полного расходования.

Скорость поверхностной реакции может быть описана закона­ми химической кинетики:

где k_s — константа скорости поверхностной реакции; η — поря­док реакции.

При проведении количественных расчетов следует иметь в виду, что скорость поверхностной реакции измеряется количеством ве­щества, расходуемого в единицу времени на единице реакционной поверхности, например кмоль/(м²-ч). Это отразится на единицах измерения константы скорости k_s (м/ч для первого порядка) в отличие от единиц константы скорости реакции, протекающей в объеме (ч^-1).

Скорость непосредственно химической реакции может быть, как и в случае предыдущих стадий, увеличена либо увеличением концентрации газообразного реагента С_А^ДР (для этого, очевидно, нужно повышать концентрацию С* в потоке, обтекающем части­цу), либо же главным образом ростом константы скорости хими­ческой реакции к,. Так как в соответствии с уравнением Аррениу- са константа скорости химической реакции с ростом температу­ры увеличивается по экспоненциальной зависимости, то основной путь интенсификации гетерогенного процесса, протекающего в кинетической области, — повышение температуры.

3.4. Гетерогенные некаталитические процессы в системе газ—жидкость (газожидкостные реакции)

Гетерогенные процессы в системе газ—жидкость (группа II) — это химическое взаимодействие между реагентами, один из кото­рых находится в газовой фазе, а другой — в жидкой. Жидкость может представлять собой раствор вещества, химически активно взаимодействующего с газообразным реагентом; в ряде случаев происходит взаимодействие растворяющегося газа с самим раство­рителем.

Газожидкостные реакции широко используют в химической технологии как самостоятельные процессы: абсорбция аммиака растворами азотной кислоты в производстве аммиачной селитры или растворами серной кислоты в производстве сульфата аммо­ния (удобрения); хлорирование жидких ароматических углеводо­родов (органический синтез), как вспомогательные процессы: очистка газовых смесей абсорбцией диоксида углерода С0₂ вод­ными растворами моноэтаноламина в целях очистки синтез-газа в производстве аммиака; абсорбция диоксида серы S0₂ раствора­ми сульфита и гидросульфита аммония при санитарной очистке газов.