冶金反应工程课件.pptVIP

收缩未反应核模型-1收缩未反应核模型-1收缩未反应核模型-1控制步骤判断：X=k`t/ro流体膜扩散控制：1-3(1-X)2/3+2(1-X)=k`t/ro2or1-2X/3+(1-X)2/3=k`t/ro2灰层扩散控制：1-(1-X)1/3=k`t/ro表面化学反应控制：21变化粒径的收缩核模型收缩未反应核模型-2流体膜扩散控制：大粒子1-(1-X)1/2=k`t/ro3/2小粒子1-(1-X)2/3=k`t/ro2表面化学反应控制：1-(1-X)1/3=k`t/ro收缩未反应核模型-2控制步骤判断：A多孔固体与流体之间的反应，流体扩散到固体反应物内部，在扩散的同时发生反应。B分无固体生成物和有固体生成物两种。C多孔碳的燃烧、烧成料的浸出等整体反应（拟均相）模型控制步骤的判定l???????单一反应速率方程式若为一级反应，则：不可逆单一反应表达式：AR01020403等温恒容反应的速率方程l???????连串反应速率方程式许多水解反应、卤化反应、氧化反应都是连串反应。例：闪速熔炼过程中ZnS+1.5O2=ZnO+SO22ZnO+ZnS=3Zn?+SO2连串反应的形式为：等温恒容反应的速率方程l???????平行反应速率方程式01010203040506许多分解反应、取代反应、加成反应都是平行反应。例：冰铜熔炼造渣过程FeS+1.5O2=FeO+SO23FeS+5O2=Fe3O4+3SO2以一级反应为例：0203040506等温恒容反应的速率方程l???????可逆反应速率方程式01化学平衡常数大的反应可忽略逆反应。当逆反应不可忽略时，需要研究可逆反应的速率问题。02正逆反应均为一级的反应：A?R03k104k205等温恒容反应的速率方程动力学的任务是研究反应速率过程的影响因素，确定反应级数、反应速率常数，并建立适当的动力学方程。动力学方程中的各项参数只能通过实验来确定。0102均相反应速率方程参数的确定实验方法：间歇实验和连续实验?先在固定温度下确定反应速率与浓度的关系，求出级数；?在不同温度下求出速率常数与温度的关系。实验测定方法01根据实验数据求速率方程式的方法有：02?积分法03?微分法04?半衰期法等简单反应的解析方法首先假设反应的级数与速率方程，然后在一定温度下测定反应物浓度的变化与时间的对应关系，作图，比较，实验结果与假设相符即说明假设正确，否则要重新假设。02积分法适用于间歇实验。01积分法微分法通过实验测得时间与浓度的关系，作图得CA-t曲线。由理论解析可得到反应半衰期法积分法的应用。当反应物A的转化率达到xA=0.5时，对应的时间为半衰期，用t1/2表示。由表可见，t?与初始浓度有关。当1级反应时，CA=0.5CA0，则t′1/2=1/k*ln2为常数，如改变初始浓度CA0，以t?与CA0作图应为一平线，t′1/2不随CA0变化而变化。而其它各级反应，当n1时为一直线，斜率为负值；n1时为斜率为正值的直线。两个以上的反应同时发生。两个以上的速率方程表示，联立方程组难于积分。复杂反应的解析方法微分法?气—固反应动力学?液—固反应动力学?固—固反应动力学?液—液反应动力学?气—液反应动力学2.3非均相反应动力学流—固反应动力学01?气—固反应动力学?液—固反应动力学02浸出过程流—固反应动力学冶金反应工程彭志宏博士、教授一、绪论冶金学的发展冶金反应动力学宏观反应动力学冶金反应工程学冶金系统工程反应器2021冶金化学化学热力学2022化学动力学传输现象2023冶金反应热力学系统工程冶金反应工程学是以研究和解析冶金反应器和系统的操作过程为中心的新兴工程学科，即研究冶金反应工程问题的科学。应用现代化学工程学、计算流体力学、传输理论等知识，利用数学解析方法和计算技术，来定量分析和解决冶金学理论和工艺方面的问题。冶金反应工程学金过程本质上属于化学过程。01鞭岩把化学反应工程学的研究方法和手段应用于冶金领域，72年首次提出了冶金反应工程学名称。0270年代末引入我国。03冶金反应工程学发展l???反应器内基本现象——研究反应器内反应动力学的控制环节，以及流动、传热、传质等宏观因素的特征和它们对反应速率的影响；01l????过程最优化——在