2014-09-02
531
В гетерогенном химическом реакторе исходные вещества и в общем случае, продукты находятся в разных фазах, разделенных поверхностью раздела фаз. Реакция, как правило, протекает в одной фазе или на поверхности раздела фаз.
Различают следующие типы гетерогенных процессов:
а) Г-Т: адсорбция, десорбция, возгонка, обжиг руд, окисление металлов, горение твердых топлив;
б) Ж-Т: адсорбция, десорбция, растворение, кристаллизация и др.;
в) Г-Ж: абсорбция, десорбция, испарение растворителя из раствора (кон центрирование) конденсация и др.;
г) несмешивающиеся жидкости (Ж-Ж) - экстракция, эмульгирование;
д) несколько различных твердых фаз (Т-Т) - спекание, перекристаллизация, многие процессы силикатной промышленности (получение цемента).
Для взаимодействия реагентов в гетерогенной системе необходим перенос вещества из одной фазы в другую. В этом случае характерно одновременное протекание химической реакции и процессов переноса.
Гетерогенный процесс включает несколько одновременно совершающихся последовательных этапов.
Рассмотрим процесс окисления углерода в потоке воздуха. Чтобы прошла химическая реакция: 
должны совершиться этапы:
1. подвод (диффузия) кислорода к поверхности твердой частицы углерода (совершается за счет разницы давлений кислорода в потоке воздуха 
и на поверхности 
, где оно меньше, так как кислород вступает в реакцию 
;
2. химическая реакция;
3. отвод (диффузия) от поверхности твердой частицы в поток воздуха, так как 
образуется на поверхности, и там его парциальное давление 
выше, чем 
. 
Рис. 1. Схема процесса окисления углерода в потоке воздуха.
Если по реакции образуется не только газообразный, но и твердый продукт, то картина усложняется. Процесс складывается из 5 этапов, так как добавляются диффузия исходных газообразных реагентов и газообразных продуктов через слой твёрдого продукта.
