План: Стадии гетерогенного хтп скорость гетерогенного хтп общие принципы интенсификации гетерогенных хтп

Модель с фронтальным перемещением зоны реакции наиболее полно учитывает все процессы в системе Г—Т (Ж-Т), а потому применяется чаще. Суть этой модели состоит в том, что реакция между газо- и твердофазным реагентами начинается на внешней поверхности твердой частички (точнее она происходит во внешнем тонком слое, который условно принимают за сферическую поверхность). При этом возникает (формируется) фронт реакции. Лишь после того, как твердофазный реагент в этой тонкой прослойке полностью прореагирует, зона реакции, а точнее ее фронт, переместится вглубь частички - в следующий ее тонкий слой. Так происходит до тех пор, пока фронт реакции постепенно не проникает вплоть до центра твердой частички и процесс полностью не завершится. В любой момент процесса за фронтом реакции остается зола, которая состоит из твердофазного продукта реакции (S_T) и инертного вещества, которое входило в начальный состав твердой частички. Впереди фронта реакции находится (вплоть до окончания реакции) не прореагировавшее твердое вещество, которое называют ядром частички. Поэтому эта модель имеет еще и другое название - модель с непрореагировшим ядром. Очевидно, что во время протекания процесса размеры ядра частички постепенно уменьшаются до нуля. Особенность модели состоит в том, что во времени происходит изменение радиуса непрореагировавшего ядра при постоянной концентрации твердофазного реагента в нем, тогда как радиус частички не изменяется. Схематично ход процесса во времени, соответственно модели с фронтальным перемещением зоны реакции, приведен на рис. 2.26. Фронтальное перемещение зоны реакции вглубь частички учитывает, в отличие от квазигомогенной модели, важное влияние на гетерогенный процесс диффузионных явлений, в частности, переноса газообразного реагента во внутренние области частички. Именно от интенсивности диффузии газообразного реагента в передающей и принимающей фазах и его химической активности будет зависеть общая скорость ХТП в системе Г-Т(Ж-Т) Для того, чтобы учесть действие всех факторов на процесс, сначала будем считать, что в системе существуют как диффузионные, так и кинетические сопротивления процесса, т.е. он происходит в переходной области.

Рис. 2.26. Изменение концентрации твердофазного реагента В во время хода процесса:а-х_в=0; б- 0< х_В <1; х_В  1
Рассмотрим и проанализируем отдельные стадии этого процесса в момент, когда фронт реакции переместился на определенную глубину в отдельной частичке, которая окружена ламинарной межевой газовой пленкой. Влияние разных факторов на процесс будем анализировать по изменению концентрации газообразного реагента А в разных точках пространства системы Г-Т.