Название: Технология защиты окружающей среды - Ветошкин А.Г.

Жанр: Экология

Рейтинг:

Просмотров: 2083

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 |




1.15. Общие принципы интенсификации технологических процессов за- щиты окружающей среды

Общие принципы интенсификации технологических  процессов  защиты окружающей  среды сводятся к использованию кинетических и термодинами- ческих факторов, эффективно влияющих  на скорость процесса и выход про- дуктов взаимодействия.

Выбор факторов, воздействующих  на кинетику процесса,  должен зави- сеть от того, в какой области (кинетической, диффузионной, переходной) он протекает и в какой степени ускоряет лимитирующую  стадию в данных кон- кретных условиях его осуществления.

Так, для интенсификации процессов  в кинетическом  режиме  целесооб- разно изменять температуру, давление, концентрации реагирующих  веществ, использовать катализаторы, увеличивать поверхность  взаимодействующих веществ.

Повышение  температуры приводит к значительному возрастанию кон- станты скорости  реакции и используется как мощный  фактор интенсифика- ции многих процессов.

Увеличение  концентрации взаимодействующих  компонентов достигает- ся обогащением исходных  продуктов процесса. Эту же роль выполняет по- вышение  давления  газообразных  исходных продуктов  реакции, обогащение дутья кислородом в процессах  горения. Если при этом одновременно осуще- ствляется  отвод продуктов  взаимодействия из зоны реакции, то тем самым снижаются их концентрация и, следовательно, скорость обратных процессов, что дополнительно увеличивает суммарную  скорость процесса.

Сильным  интенсифицирующим  фактором гетерогенных реакций, проте- кающих в кинетической области, является повышение удельной поверхности (дисперсности)  исходных веществ.  Общая скорость  реакции  в этом случае пропорциональна площади поверхности, на которой протекает взаимодейст- вие.

Такая же цель достигается  при увеличении степени однородности  рас- пределения  веществ, их  гомогенизации,  что расширяет  площадь контакта взаимодействующих  фаз. Гомогенности  добиваются  механическим  переме- шиванием, вибрацией, ультразвуком, высоковольтными  разрядами в жидкой среде и т.д.

Ускорение реакций  за. счет использования  катализаторов широко  при- меняется в химической промышленности и обусловлено снижением энергии активации.

Процессы в диффузионной области интенсифицируют  перемешиванием взаимодействующих фаз, турбулизацией их потоков, что способствует уско- ренному  протеканию  наиболее  медленных  в данном случае диффузионных

стадий. Этого же достигают снижением вязкости и плотности среды, в кото-

рой осуществляется диффузия.

Для интенсификации  процессов в переходной области  необходимо  ис-

пользовать как кинетические, так и диффузионные факторы.

Как правило,  кинетические  стадии лимитируют  процессы при низких

температурах,  а диффузионные  - при высоких. В  последнем  случае может

изменяться фазовый состав вещества (например, оно плавится или возгоняет-

ся, резко интенсифицируя  скорость  диффузии  и процесса в целом). Таким

образом, повышение температуры следует рассматривать не только как фак-

тор, ускоряющий процесс в диффузионной области, но и как средство пере-

вода гетерогенной системы в гомогенную, а твердых фаз в жидко- и газофаз-

ные, что должно весьма существенно увеличить скорость превращений.

Выход конечных продуктов в технологических процессах в предельном

случае, т.е. в положении  химического  равновесия, определяется константой

равновесия и активностью исходных веществ, связанной с их концентрацией.

В свою очередь, константа равновесия конкретной реакции зависит только от

температуры.

В  соответствии с принципом Ле Шателье выход продуктов  реакции в

эндотермических процессах  будет увеличиваться при повышении температу-

ры, а также при возрастании давления, если объем газообразных продуктов

реакции меньше, чем объем исходных,  и при повышении  концентрации од-

ного или нескольких исходных  веществ. Во всех случаях время достижения

равновесного  состояния  (максимального  выхода продуктов  реакции) сокра-

щается с ростом температуры.

В промышленной практике для увеличения скорости процесса  и выхода

продуктов реакции используют одновременно несколько или большинство из

перечисленных факторов интенсификации.

Широкое развитие получили  также факторы интенсификации,  основан-

ные на использовании  высокодисперсных  материалов (факельная, взвешен-

ная плавки и др.), барботажные  технологии,  многократно  увеличивающие

поверхности межфазового   взаимодействия,  повышение давления дутья и

обогащение его кислородом, процессы вакуумирования, использование бога-

тых рудных концентратов, методы внепечной обработки расплавов металлов,

т.е. практически  все известные физико-химические  факторы регулирования

скорости и полноты протекания технологических  превращений.




Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: