第3章 水处理反应器理论.ppt

文档介绍：第三章水处理反应器理论
几种常见的反应
反应速率与反应级数

单位时间、单位体积内某物质量的变化,单位为molm-3s-1。表示为:
(3-1)
式中的可以和V组合成A的浓度,因此
(3-2)
当A代表反应物时,反应速率应为负值;
当A代表产物时,则应为正值,如图3-1所示。

对于反应
(3-3)
产物P的反应速率可以表示为:
(3-4)
则P为A的a级,B的b级,合为a+b级。
反应物可以分别表示为:
(3-5)
(3-6)
需注意的是:(1)浓度均为反应物;(2)系数不一定等于A、B前的系数;(3)如不存在如此关系,叫无反应级数的提法。

构成化学计量方程的反应序列中的反应称为基元反应。绝大多数的基元反应,其反应级数与化学计量系数完全相等,例如:
引发(3-7)
传递(3-8)
传递(3-9)
(3-10)
(3-11)
. 2 单一组分的零级反应
如果已知单一组分的反应为零级反应,则
(3-12)
边界条件:t=0 cA=cA0 t=t cA=cA ,故

(3-13)
(3-14)
零级反应浓度随时间的变化见图3-2。
单一组分的一级反应
如果反应为一级反应,则
(3-15)
(3-16)
(3-17)
(3-18)
由于, 为P的浓度,由式(3-16)
得
(3-19)
一级反应的浓度随时间的变化见图3-3。
对方程(3-18)进行变换可得
(3-20)
用式(3-20)作图,见图3-4,根据其坡度可求k。

一级反应的反应物的半衰期可按3-5求得。


(3-21)
两种反应物的二级反应
如果已知下列两种反应物的反应
是一个二级反应,A及B的初始浓度分别为及,则的表达式按以下方法求得。
1. 当时,
t=0 cA=cA0 cB=cB0 cP=0
t=t cA=cA0-x cB=cB0-x cP=x

(3-22)