3. Химический процесс
3.1. Гетерогенный химический процесс
3.1.1. Какие факторы действуют на положение равновесия гетерогенных процессов "газ – твердое"?
-
температура;
-
радиус пор;
-
давление;
-
размер зерна;
-
концентрация реагентов.
3.1.2. Какие из предложенных графиков характеризуют распределение концентрации газообразного реагента A вокруг и внутри твердой частицы для гетерогенного процесса "газ – твердое", протекающего в кинетической области?
3.1.3. Какие из представленных графиков отображают распределение концентрации газообразного реагента A вокруг и внутри твердой частицы для гетерогенного процесса "газ – твердое", протекающего во внутридиффузионной области?
3.1.4. Каким будет распределение концентрации газообразного реагента в ходе реакции, если лимитирующей стадией является внешняя диффузия?
3.1.5. Какие из предложенных зависимостей используются как математическое описание гетерогенного процесса "газ – твердое", протекающего во внешнедиффузионной области?
1) ; 2) ; 3) ;
4) ; 5) ; 6) .
3.1.6. Укажите, в чем практический смысл определения лимитирующей стадии гетерогенного процесса?
1) знание лимитирующей стадии позволяет ранжировать технологические мероприятия по степени их воздействия на процесс;
2) практического смысла не имеет, так как для эффективной реализации неисследованного процесса достаточно осуществить предварительное дробление твердых частиц, установить максимальный расход газа и предельно допустимую (по технологическим соображениям) температуру;
3) если известен основной фактор торможения процесса, возможно, оценить экономическую целесообразность его устранения за счет изменения регламента на предыдущих стадиях технологического цикла;
4) практического смысла не имеет, т.к. экономически не целесообразно;
5) определение лимитирующей стадии позволяет оптимизировать энергетические затраты на эффективное проведение гетерогенного процесса.
3.1.7. Какие технологические параметры являются определяющими при интенсификации гетерогенного процесса окисления сульфида цинка?
-
температура, если процесс протекает во внешнедиффузионной области;
-
температура, если процесс протекает в кинетической области;
-
температура при любой области протекания процесса;
-
концентрация кислорода только для кинетической области;
-
концентрация кислорода для любой области;
-
уменьшение размера частиц для любой области;
-
уменьшение размера только для внешнедиффузионной области;
-
увеличение скорости газового потока для кинетической области;
-
увеличение скорости газового потока для внешнедиффузионной области.
3.1.8. Какая стадия гетерогенного процесса может быть лимитирующей при обжиге сульфида цинка?
-
проникновение газового реагента через пограничную газовую пленку, если процесс ускоряется при повышении скорости газового потока;
-
то же, если процесс ускоряется с ростом температуры;
-
то же, если скорость процесса слабо зависит от температуры;
-
химическая реакция, если скорость процесса резко увеличивается с ростом температуры;
-
химическая реакция, если скорость процесса увеличивается при повышении скорости газового потока;
-
проникновение газового реагента внутрь зерна, если скорость процесса резко увеличивается при измельчении твердых частиц;
-
проникновение газового реагента внутрь зерна, если скорость процесса увеличивается при повышении температуры.
3.1.9. В какой области осуществляется гетерогенный процесс, если повышение температуры приводит к значительному возрастанию скорости процесса?
-
в переходной;
-
во внутридиффузионной;
-
во внешнедиффузионной;
-
в кинетической;
-
влияние температуры на скорость процесса не характеризует область его протекания.
3.1.10. По результатам эксперимента получена линейная зависимость в координатах . Можно ли сказать, в какой области протекает процесс?
-
да – кинетическая область;
-
да – внешнедиффузионная область;
-
да – внутридиффузионная область;
-
да – переходная область.
-
нельзя сказать по полученной зависимости, какая область лимитирует;
3.1.11. Получена линейная зависимость хтв(t/tк). Можно ли судить по ней об области протекания процесса?
-
нельзя судить об области протекания процесса;
-
процесс идет во внешнедиффузионной области;
-
процесс идет во внутридиффузионной области;
-
процесс идет в кинетической области;
-
линейная зависимость не может иметь место.
3.1.12. Зависит ли скорость окисления ZnS от скорости подачи газового потока?
-
да, если процесс протекает в кинетической области;
-
нет, если процесс протекает в кинетической области;
-
да, если процесс протекает во внешнедиффузионной области;
-
нет, если процесс протекает во внешнедиффузионной области;
-
да, если процесс протекает во внутридиффузионной области.
3.1.13. Влияет ли повышение скорости газового потока на изменение концентрации газового реагента у поверхности частицы?
-
да, если лимитирующая стадия является стадией химического превращения;
-
да, если процесс идет в области внутренней диффузии;
-
да, если твердая частица имеет высокую пористость;
-
да, если при этом процесс переходит из внешнедиффузионной области во внутридиффузионную;
-
нет, если температура процесса высокая.
3.1.14. Какие преимущества имеет аппарат кипящего слоя при проведении гетерогенного процесса "газ-твердое"?
-
снимает внутридиффузионное торможение;
-
увеличивает скорость внешней диффузии;
-
увеличивает поверхность контакта фаз;
-
дает возможность повысить давление;
-
позволяет получать более чистый продукт;
-
позволяет снизить температуру процесса.
Выбрать сочетание правильных ответов:
1) 1, 2, 3; 2) 2, 3, 4, 6; 3) 2, 3; 4) 1, 3; 5) 3, 5; 6) 2, 4, 6;
3.1.15. Какое экспертное суждение справедливо для аппаратов кипящего слоя?
1) аппарат реализует режим идеального смешения твердой фазы и режим идеального вытеснения в газовой фазе;
2) имеет существенный недостаток: усиленное истирание твердых частиц, что требует дополнительных затрат на пылеочистку;
3) имеет существенное достоинство: усиленное истирание твердых частиц способствует увеличению скорости гетерогенного процесса;
4) режим кипящего слоя обладает гидродинамической неустойчивостью, что сужает область его применения;
5) аппарат кипящего слоя обеспечивает развитую поверхность межфазового взаимодействия.
3.1.16. Назовите способы ускорения окисления сульфида цинка при высоких температурах?
-
повышение концентрации исходных веществ;
-
увеличение температуры;
-
снижение давления;
-
увеличение расхода воздуха;
-
дробление твердых частиц.
3.1.17. Какие из приведенных положений справедливы для окисления сульфида цинка, если процесс лимитируется внешней диффузией?
-
повышение скорости газового потока не влияет на скорость процесса;
-
повышение скорости газового потока значительно ускоряет скорость процесса;
-
повышение температуры интенсифицирует процесс;
-
измельчение твердого реагента незначительно интенсифицирует процесс;
-
повышение температуры не влияет на скорость процесса;
-
повышение концентрации газового реагента ускоряет процесс;
-
изменение концентрации газового реагента не влияет на скорость процесса.
3.1.18. Окисление ZnS протекает в кинетической области. Изменением каких параметров можно интенсифицировать процесс?
-
уменьшением радиуса частиц;
-
снижением концентрации кислорода;
-
увеличением концентрации кислорода;
-
повышением температуры;
-
увеличением скорости газового потока.
3.1.19. Какие факторы могут влиять (в общем случае) на скорость окисления сульфида цинка?