2.4流-固相非催化反应动力学
2.4 流－固相非催化反应动力学
这类反应的物质是：流体与固体是反应物，即流 体与固体反应生成新的物质，在这里固体不是催化 剂，而是反应物之一。如：煤的燃烧、矿石的焙 烧，酸浸取矿石等。近几年来，随着纳米材料的 发展，超细材料的化学气相淀积与液相淀积也属 流固相非催化反应范畴。 流固相反应中，颗粒本身随时间变化，颗粒 的大小不均匀，既可用固定床反应器，也可采用 流化床反应器，流体与固体之间的流动模型十分 复杂，反应器的数学模型设计难度相当大
◼ 这类反应的物质是：流体与固体是反应物，即流 体与固体反应生成新的物质.在这里固体不是催化 剂，而是反应物之一。如：煤的燃烧、矿石的焙 烧，酸浸取矿石等。近几年来，随着纳米材料的 发展，超细材料的化学气相淀积与液相淀积也属 流-固相非催化反应范畴。 流固相反应中，颗粒本身随时间变化，颗粒 的大小不均匀，既可用固定床反应器，也可采用 流化床反应器，流体与固体之间的流动模型十分 复杂，反应器的数学模型设计难度相当大
【流-固相非催化反应的复杂性】在于： ①有些流-固相反应，在反应时固体粒子的体积基 本不变，如硫铁矿的焙烧；另一些则在反应时体 积缩小，如煤的燃烧制气； ②有些流固相固体粒子孔径较大，整个粒子内各 处均匀反应，另一些则因固相粒子孔径较小，反 应从外表面起渐向中心推进； ③有些流-固相反应器内固体粒子基本上是均匀的 另一些流固相反应器颗粒大小是不均匀的；
【流-固相非催化反应的复杂性】在于： ①有些流-固相反应，在反应时固体粒子的体积基 本不变，如硫铁矿的焙烧；另一些则在反应时体 积缩小，如煤的燃烧制气； ②有些流-固相固体粒子孔径较大，整个粒子内各 处均匀反应，另一些则因固相粒子孔径较小，反 应从外表面起渐向中心推进； ③有些流-固相反应器内固体粒子基本上是均匀的， 另一些流-固相反应器颗粒大小是不均匀的；
④进行流固相反应的反应器，除固定床外，还有 流化床或气流床反应器，流体相与固相之间的流 动情况复杂，反应器的数学模拟设计的难度比固 定床大得多。 流化床与气流床反应器还有粒子不被吹出与 被吹出两种情况；当流化床与气流床反应器中粒 子被吹出时，被吹出的粒子还有不被回收与被回 收两种情况
④进行流-固相反应的反应器，除固定床外，还有 流化床或气流床反应器，流体相与固相之间的流 动情况复杂，反应器的数学模拟设计的难度比固 定床大得多。 流化床与气流床反应器还有粒子不被吹出与 被吹出两种情况；当流化床与气流床反应器中粒 子被吹出时，被吹出的粒子还有不被回收与被回 收两种情况
2.4.1流-固相非催化反应的分类及特点 流-固相非催化反应的分类 一、气-固相非催化反应（煤炭燃烧、有色金属冶 炼、纯碱制造、催化剂还原) 固→固+气（金属氧化物的制备) CaCO,→Ca0+cO, 2NaHCO,->Na,CO,+H,O+CO 固+气固（金属及低价氧化物的氧化）》 4Fc+3O2→2Fc2O3 CaC2+N2→CaCN2+c
2.4.1流－固相非催化反应的分类及特点 流－固相非催化反应的分类 一、气－固相非催化反应（煤炭燃烧、有色金属冶 炼、纯碱制造、催化剂还原） 固→固＋气 （金属氧化物的制备） 固＋气→固（金属及低价氧化物的氧化） 3 2 3 2 3 2 2 CaCO CaO+CO 2NaHCO Na CO H O+CO → → + 2 2 3 2 2 2 4Fc+3O 2Fc O CaC N CaCN C → + → +