Химиялық технологияның теориялық негіздері Негізгі технологиялық түсініктер және анықтамалар
жүктеу/скачать 0.8 Mb. Pdf көрінісі
|
| Тепе-теңдік константасы гомогенді процестер үшін анықталғандай
анықталады. Фазалардың жүйелер арасында таралу заңының сиапттамасы әртүрлі фазалық жүйелер үшін әртүрлі болады. Фазалардың тепе-теңдігі фазалар ережесімен анықталады. Бұл ереже факторлардың санын (еркіндік дәрежесінің саны n = 4 болғанда t, P, C 1 , C 2 ) анықтауға мүмкіншілік береді. Фазалардың санын өзгертпей, еркіндік дәрежесін өзгертуге болады. Гетерогенді процестердің жылдамдығы өнімнің іс жүзіндегі шығымымен сипатталады. Ол өзі келесі факторларға тәуелді болады: а) химиялық фактор – реакциялардың жылдамдықтарының константасы; б) физикалық және гидродинамикалық – фазааралық бет шамасы, диффузия коэффициенті, аппараттардың геометриялық параметрлері және т.б. Гетерогенді реакциялар үш түрлі болуы мүмкін: 1) реакция фазалардың бөліну бетінде жүреді; 2) реакция заттың бір фазаға тасымалдануынан кейін бір фазаның көлемінде жүреді (әртүрлі фазалар); 3) реакция жаңадан түзілетін фазаның бетінде жүреді (қатты фазалар үшін). Диффузиялық аймақтағы гетерогенді процестердің кинетикасы үшін келесі ерекшеліктер тән болады: - активациялау энергиясының төмен шамалары; - процестің жылдамдығына температураның төмен әсері; - процестің жылдамдығына араластырудың үлкен әсері. Идеалды ығыстыру және толық емес араластыру кезінде жалпы түрде гетерогенді процестің жылдамдығы сипатталады C F k = (1.17) Толық араластыруға жақын тәртіптерде к C F k = (1.18) Процестің қозғаушы күшін ұлғайтуды әрекеттесетін заттардың концентрациясын арттыру арқылы, оптималды температура мен қысымды таңдаумен орындауға болады. Фазааралық бетті дамытуға реакторлардың конструкцияларын және процестің гидродинамикалық жағдайларын жетілдірумен қол жетеді. Жылдамдық коэффициентін әрекеттесетін фазалардың турбуленттілігін арттыру арқылы көтеруге болады, бұл кезде диффузиялық кедергілер төмендейді және фазааралық беттің үздіксіз жаңаруы жүреді. Кинетикалық аймақта жүретін процестер үшін жылдамдық коэффициентінің артуы температураны оптималды мәнге дейін көтеру арқылы және катализаторларды қолданумен жүзеге асады. Гетерогенді процестер үшін диффузиялық аймақ тән болады, дегенмен турбулизациялаудың қазіргі заманғы интенсивті тәсілдерін қолдану және фазалардың жанасу бетін дамыту процесті кинетикалық аймаққа ауыстыруы мүмкін. «С – Г» жүйесінде реагенттердің қатысуымен процестердің кинетикасын келесі формулалалрмен сипаттауға болады ( ) С С F k ж − = * (1.19) ( ) * Р Р F k г − = (1.20) мұндағы С * – тепе-теңдік концентрация, Р * – тепе-теңдік парциалды қысым, k – масса тасымалдау коэффициенті, F – фазалардың жанасу беті. Егер химиялық реакция сұйық фазада жүретін болса, онда C F k ж = (1.21) мұндағы ν – химиялық реакция салдарынан абсорбцияның үдеу коэффициенті. Сонымен гетерогенді процестердің жылдамдығын арттыру үшін қажет: - фазалардың жанасу бетін арттыру (процестің жүру аймағына тәуелсіз); - процестің қозғаушы күшін арттыру ( процестің жүру аймағына тәуелсіз), бұл үшін: а) бастапқы заттардың концентрациясын арттыру (газ фазада қысымды); б) өнімдердің концентрацияларын төмендету; - масса тасымалдау коэффициентін арттыру, бұл үшін: а) процестің кинетикалық аймақта жүруі кезінде температураны, әрекеттесетін заттардың концентрацияларын арттыру; б) процестің диффузиялы аймақта жүруі кезінде ағындардың жылдамдығын, араластыруды және т.б. арттыру. жүктеу/скачать 0.8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|