простой гетерогенный процесс Объект управления: Фаза 1 Фаза 2 rпроцесса = rлимитирующей стадии лимитирующая стадия ГРФ диффузия химическая реакция rпроцесса = rдиффузии rпроцесса = rхим. реакции
Области протекания гетерогенного процесса Область протекания процесса Лимитирующая стадия Признаки Инструменты управления - rпроцесса f(гидродинам. параметров) Кинетическая химическая - коэффициент Вант-Гоффа реакция - энергия активации k=2– 4 Еа > 40 к. Дж/моль - порядок реакции > 1 - rпроцесса = f(гидродинам. параметров) Диффузионная диффузия - коэффициент Вант-Гоффа k = 1, 3 – 1, 7 - энергия активации Еа < 25 к. Дж/моль кинетические факторы (t, p, C, kat) гидродинамические факторы (ω, W, f и др. ) - порядок реакции = 1 при изменении параметров процесс легко переходит Переходная кинетические и из диффузионной области в кинетическую и обратно; гидродинамические факторы rпроцесса = f(гидродинамич. и кинетических параметров)
диффузионная rпроцесс а переходна я диффузионна я кинетическая переходна я t, p, C, kat ω, W, f
Интенсификация гетерогенного процесса, протекающего в диффузионной области Основное уравнение массопередачи r = Kм f C C – движущая сила процесса при C = 0 rпроцесса опт. С 1 > С 2
Двухпленочная модель массопереноса ядро фазы 1 1 ГРФ 1 стадия ∆С 1 = Сраб. 1 – С 1 2 ядро фазы 2 2 стадия ∆С 2 = С 1 – Сгр. 1 3 стадия С 1 4 стадия ∆С 3 = Сгр. 2 – С 2 Сраб. 1 5 стадия ∆С 4 = С 2 – Сраб. 2 Сгр. 1 Сгр. 2 Сраб. 2 ∆С = Сраб. 1 – Св зоне реакции А(тв) ↔ А(раств. ) А(газ) ↔ А(раств. ) + В → С
Коэффициент массопередачи Км количество вещества, переданного из фазы в фазу через единицу поверхности в единицу времени при движущей силе, равной единице Км = f (D, , ) Удельная поверхность контакта фаз f Гетерогенная система Измельчаемая фаза «г - т» , «ж - т» твердое вещество суспензия «ж - ж» одна из жидкостей эмульсия «г – ж» газ жидкость барботажный режим скрубберный режим
Получение SO 2 из колчедана 4 Fe. S 2(т) + 11 O 2(г) → 8 SO 2(г) + 2 Fe 2 O 3(т), Н = - 852 к. Дж/моль 2 Fe. S 2 → 2 Fe. S + S 2 – Q S 2 + 2 О 2 → 2 SO 2 + Q 4 Fe. S + 7 О 2 → 4 SO 2 +2 Fe 2 O 3 + Q Технологическая классификация процесса: Объект управления: простой, необратимый, гетерогенный, экзотермический процесс rпроцесса
Лимитирующая стадия диффузия кислорода к поверхности Fe. S Инструмент управления поверхность контакта фаз измельчение колчедана перемешивание 0, 03 – 0, 3 мм тип реактора Механическая полочная печь Печь КС Печь пылевидного обжига колчедан обжиговый газ колчедан воздух колчедан огарок воздух огарок
Т = 600 -7000 С; отвод тепла обогащение колчедана флотацией избыток воздуха; содержание SO 2 в обжиговом газе 13%
Схема получения SO 2 из колчедана 1 3 2 колчедан 4 огарок в отвал воздух 5 5 8 7 6 кислота 6 обжиговый газ на окисление 1 - печь 2 – котел-утилизатор 3 – циклон 4 – сухой электрофильтр 5 – промывная башня 6 – мокрый электрофильтр 7 – сушильная башня 8 - газодувка
Печь КС для обжига колчедана • 1 — кипящий слой; 2 — охлаждающий элемент
Технологическая схема процесса получения серной кислоты контактным способом 1 — печь; 2 — система гидроудаления огарка; 3 — котел-утилизатор; 4 — циклон с пересыпным устройством; 5 — сухой электрофильтр; 6 — первая промывная башня; 7 — вторая промывная башня; 8 — первый мокрый электрофильтр; 9 — второй мокрый электрофильтр; 10— сушильная башня; 11 — газодувка; 12 — фильтрбрызгоуловитель; 13 — теплообменники контактного узла; 14 — контактный аппарат; 15 — олеумный абсорбер; 16 — первый моногидратный абсорбер; 17 — второй моногидратный абсорбер; 18 — сборники кислоты; 19 — холодильники; 20 — холодильник воздушного охлаждения кислоты; 21 — пусковой подогреватель.
Скачать презентацию простой гетерогенный процесс Объект управления Фаза 1 Фаза
Простой необратимый гетерогенный процесс.ppt