18.Модели гетерогенных процессов в системах г (ж) - т: сжимающаяся сфера (горение беззольного угля); сжимающееся (невзаимодействующее) ядро (окисление колчедана).
19.Влияние условий (параметров) гетерогенного процесса «сжимающаяся сфера» на область протекания и скорость превращения. Интенсификация процесса.
20.Аппаратурное оформление процессов в системе г — т как фактор интенсификации процессов.
В системе г-тв протекают различные процессы и следовательно реакторы, которые применяют для оформления процесса процесса, отличающийся по конструкции и устройству. Выделим несколько групп реакторов для данной системы:
1.Высокотемпературные процессы осуществляют в реакторах -печах .Их устройство может быть различным. Типовыми печами применяющимся для высокотемпературных процессов являются:
А) полочные механические. б)печи с кипящим слоем. В)Барабанные, вращающейся. Г)шахтные Д)туннельные и т.д
В этих печах тв фаза в основном находится в движении. Интенсивность движения тв фазы зависит от конструкции и устройства печи и следовательно от гидродин-ки.
Рассмотрим 2 типа печей и определим облаясть протекания процесса.
корпус ,по середине вал на который насажены гребёнки .вал вращается.в корпусе имеются полки.
Вал вращается и постепенно происходит перемещение тв фазы (сгребается гребёнками).Снизу подаётся газообразующая фаза.Газ соприкасается с тв фазай и происходит процесс.
Печь с кипящим слоем.
Принцип работы через штуцер подаётся твердая фаза снизу подаётся газообразная фаза под таким давлением ,чтобы частицы тв фазы находились в взвешенном состоянии .Для равного распределения газообраз. Фазы по объёму печи внизу имеется решётка (газораспределительная ) .Продукты реакции тв выводится из печи через штуцер.Газообр. фаза выводится вверху из печи.
При диф. Газовая фаза в тв фазе сведены к минимуму и следовательно лимитирующей стадией может быть сама реакция и тогда процессы будут проходить в химической области.
Если процесс протекает в кинетической области или в переходной интенсивность его выше по сравнению с процессами протек. В дифуз. Облости.
Печь кипящего слоя выше по производительности и интенсивности чем механическая полочная печь.
Кроме печей в системе газ –тв испытывают адсоберы- полые цикл. Аппараты которые заполнены адсорбентом(тв фаза находится в неподвижном состоянии).
В данной системе при аппаратном оформлении потоки орг-ют в виде примотока или противотока.
21. Процессы в системе жидкость твердое (ж-т)
К таким процессам относятся адсорбция растворенных в жидкости веществ и десорбция их, растворение твердых веществ и кристаллизация из растворов, экстрагирование и выщелачивание, плавление твердых тел и кристаллизация из расплавов, полимеризация в среде жидких мономеров с образованием твердых полимеров, поликонденсация в жидкой фазе с образование твердых высокомолекулярных продуктов, коагуляция в коллоидных системах, диспергирование твердых частиц в жидкости и т.п.
Адсорбция растворенных веществ твердыми адсорбентами применяется в промышленности как для очистки растворов от примесей, так и для извлечения и переработки ценных растворенных веществ. Адсорбцией на активированном угле, отбеливающих глинах и других адсорбентах очищают нефтепродукты и смазочные масла, осветляют технические растворы , выделяют иод из буровых вод, разделяют сложные смеси растворенных веществ в производстве лекарств, витаминов, пищевых продуктов.
Растворение твердых веществ в жидкости можно ориентировочно разграничить на физическое и химическое. Физическое растворение, при котором происходит лишь разрушение кристаллической решетки, обратимо, т.е возможна обратная кристаллизация растворенного вещества. Этот тип растворения встречается в технологии минеральных удобрений и солей. На различной растворимости солей часто основано их разделение; этот прием применяется, например в производстве хлористого калия. Химическое растворение необратимое растворение сопровождается такого рода взаимодействиями растворенного вещества с растворителем или с химически активными веществами, присутствующими в растворе, при котором меняется природа растворенного вещества и его кристаллизация в первоначальном виде невозможна. Характерным примером химического растворения является растворение металлов в кислотах при травлении поверхности металла.
Экстрагированием или экстракцией в общем случае называется разделение твердых или жидких смесей обработкой их растворителями, в которых компоненты смеси растворяются неодинаково. Экстрагирование из смеси твердых веществ производят различными растворителями, как органическими жидкостями, так и минеральными кислотами, щелочами и водой. Экстрагирование из смеси твердых веществ (выщелачивание) широко применяют в гидрометаллургии.
Полиметрическая кристаллизация – осуществляется охлаждением насыщенных растворов и применяется для веществ, растворимость которых при повышенных температурах заметно выше, чем при низких.
Коагуляция – это укрупнение частиц в коллоидных или дисперсных системах в результате слипания или слияния частиц под действием молекулярных сил сцепления. В результате коагуляции в коллоидных растворах происходит выпадение хлопьевидного осадка или образование сплошной структуры, застудневание всей жидкости. Коагуляция м.б. вызвана различными приемами: изменением состава системы, температуры, добавлением коагулянтов (раствора электролитов). Коагуляция применяется в производстве натурального и синтетического каучука, при очистке воды и т.д.