文档介绍：第六章冶金过程动力学应用
本章分四部分,分别介绍气-液、气-固、液-液及液-固相反应动力学
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气固相反应动力学 ics of gas-solid reactions
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气-固相反应过程
O2
金属氧化反应
反应界面
生成物层
气体边界层
2M+O2=2MO
碳酸盐分解反应
反应界面
生成物层
气体边界层
CO2
MCO3=MO+CO2
氧化物还原反应
反应界面
生成物层
气体边界层
CO2
CO
MO+CO=M+CO2
反应气体
产物气体
碳的燃烧反应
反应界面
气体边界层
O2
CO2
C+O2=CO2
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气-固相反应的特征
金属氧化过程: I - II - III
碳酸盐分解过程: III - IV – V
氧化物还原过程:I - II - III - IV - V
碳的燃烧过程: I - III - V
气体边界层
生成物层
反应界面
反应气体传质
反应气体扩散
化学反应
生成气体扩散
生成气体传质
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
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碳燃烧反应: A(g) + bB(s) = cC(g)
动力学步骤:
(1)气体反应物通过气体
边界层(外传质);
(2)界面化学反应;
(3) 气体产物通过气体
边界层(外传质)。
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(1)反应物的外传质
A(g)通过气相边界层速率:
cAb 气相A在气相内的浓度;
cAs 气相A在球体外表面的浓度;
4r02固相反应物原始表面积;
kg气相边界层的传质系数。
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(2)界面化学反应
当化学反应为一级不可逆反应:
说明: 逆反应不影响反应速度。那么,产物
气体传质阻力可以忽略。
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反应过程处于稳态时:
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球形粒子的反应速率
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整理
当u→0, Sh≈2
kdA=D/r
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