ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3/1
0
3/1
0
1
11
−
−−
β=
∂
∂
a
a
a
a
c
t
a
– уравнение Бермана и Нагаева; (3.11)
0
1
a
a
c
t
a
β=
∂
∂
– уравнение Мельникова и Дубинина; (3.12)
( )
*
cc
t
a
−β=
∂
∂
– уравнение внешнедиффузионной кинетики. (3.13)
где
а
,
а
0
– текущая и предельная емкость сорбента; γ,
n
– константы;
с
*
– равновесная концентрация, которая определяется из
уравнения
с
*
= φ(
а
); β – суммарный коэффициент массообмена.
Предложенные кинетические уравнения носят формальный характер.
Уравнение (3.8) получено на основании общих соображений формальной кинетики. Скорость реакции пропорциональ-
на концентрации примеси в зоне непрореагировавшего вещества.
Уравнение кинетики (3.9) может быть интерпретировано как и (3.8), т.е. уравнение бимолекулярной реакции, но β – кине-
тический коэффициент, уменьшается пропорционально отработке, т.е.
( )
00
2
CO
1
2
aa−β=β
.
Уравнение (3.10) обычно называют уравнением Зельдовича–Рогинского–Еловича. Оно очень часто используется для
описания кинетики хемосорбции процессов поглощения СО
2
и выделения кислорода. Уравнение выведено из предположе-
ния об экспоненциальном распределении энергии активации различных участков поверхности хемосорбента.
Уравнение кинетики (3.12) хорошо известно. Уравнение отражает факт лимитирования скорости реакции диффузии че-
рез плоский слой продуктов реакции. Уравнение было применено для описания процессов окисления Вагнером, для погло-
щения диоксида углерода ХП-И А.Х. Мельниковым и М.М. Дубининым, оно приводится в числе других и Д.А. Франк-
Каменецким.
Уравнение (3.13) описывает при тех же условиях процесс адсорбции для элементов шихты шарообразной формы.
Замечательным является то, что предлагаемые ниже кинетические уравнения поглощения СО
2
одинаково хорошо опи-
сывают процессы в хемосорбентах как на основе супероксидов щелочных металлов, так и на основе поглотителей.
Наиболее приемлемыми для описания скорости взаимодействия хемосорбентов с диоксидом углерода (подчеркнем, что
рассматривается в настоящий момент скорость взаимодействия без учета влияния формы и пористой структуры элемента
шихты) являются кинетические уравнения следующего вида
(
)
2
CO222
2
0COCO
1
CO
CO
/1 aac
t
a
−β=
∂
∂
; (3.14)
(
)
2
0COCO
2
CO
CO
2
CO222
2
/1 aac
t
a
−β=
∂
∂
(3.15)
2
CO2
22
2
0CO
CO
3
CO
CO
/
1
aaa
c
t
a
+
β=
∂
∂
или
2
CO2
22
0CO
CO
3
CO
/
1
aa
c
t
a
β=
∂
∂
(3.16)
(
)
( )
3/1
0CO
3/1
0CO
CO
4
CO
CO
2
CO
2
2
CO
2
22
2
/11
/1
aa
aa
c
t
a
−−
−
β=
∂
∂
(3.17)
2
CO
0
2
CO
22
2
CO
5
CO
CO
aa
ec
t
a
γ−
β=
∂
∂
. (3.18)
Таким
образом
,
в
уравнении
(3.1)
член
t
a
∂
∂
может
быть
раскрыт
в
виде
уравнений
(3.10) – (3.14).
Численные
методы
решения
позволяют
получить
важные
с
точки
зрения
решения
задач
динамики
хемосорбции
резуль
-
таты
.
При
решении
задачи
динамики
важно
знать
макроскопическую
скорость
реакции
.
Если
обозначить
F
(
t
)
как
степень
отработки
,
то
для
частицы
шарообразной
формы
имеем
∫
=
R
dr
a
rta
r
R
tF
0
0
2
3
),(3
)(
, (3.19)
а
t
F
∂
∂
определяет
скорость
макроскопической
реакции
.
Для
протекания
реакции
в
чисто
кинетической
области
комплекс
60
)(
2
≤
β
D
Rk
.
Чисто
диффузионная
область
имеет
место
при
значении
комплекса
500
)(
2
≥
β
D
Rk
.
Переходная
область
наблюдается
при
значении
500
)(
60
2
≤
β
≤
D
Rk
.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- …
- следующая ›
- последняя »
