 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Очистка веществ с помощью химических-транспортных реакций
ХТР – обратимые, гетерогенные реакции с участием газовой фазы, с образованием промежуточных газообразующих продуктов, которые осуществляют перенос (транспорт) вещества между 2-я реакциями зонами с различными давлениями и температурами.
Чаще всего используется разность Т.
Метод используется, когда нельзя разделить материалы из-за недостаточной упругости их паров. Следовательно, основное вещество переводят в более летучие хим. соединения, чем остальные примеси. Это дает возможность получить чистый продукт после разложения этого соединения. В общем виде ХТР представляет:
mА(т,ж)+nВ(г) 
рС(г)
где: А –очищенное вещество; В – газообразующий реагент, который образует с А летучее соединения С.
Направление это реакции задается разность Т между зонами в реакторе. В результате происходит транспорт вещества из 1 части реактора в 2. Эффективность процесса определяется:
Если 
мало, то направление определяется знаком 
. При экзотермической реакции перенос осуществляется от низкой к высокой Т, а при изотермической – наоборот.
Если при (+) значение 
изменяется имеет большое (+) - значение и определяет знак 
, то пренос будет в область низких Т. Если большая (-) – величина, - то в область высоких Т.
Классификация ХТР Беляева:
1. эндотермическая обратимая реакция с вытеснением (восстановление) транспортного элемента из парообразующего соединения к более активным элементам.
Т1
А(т,ж)+А'Х(г) 
АХ(г)+А'(г) (Т1 
Т2)
Т2
А – малолетучае транспортное вещество; А 
Х – соединение более активного элемента; Т1 
Т2 – Т рабочих зон реактора.
Например: (метод очистки титана): Ti(ТВ)+4 NaCl(г) TiCl4(г)+4Na(г)
2. Реакция образования соединений пониженной валентности (субсоединение) с их последующим диспропорционированием.
Т1
А(т,ж)+АХ(г) А2Х(г)
Т2
Например: 2Al(ж)+AlCl3(г) 
3AlCl(г)
Х-элемент, образующий субсоединение с очищаемым веществом А.
3. реакция синтеза и термической диссоциации летучих соединений Т2 
Т1
Т1
А(т,ж)+nX(г) АХn(г) (Т2 Т1)
Т2
Например: 
Процесс ХТР состоит из 3-х этапов:
1. гетерогенная реакция газообразующего реагента с веществом источника.
2. перемещение газообразующего соединения от источника к зоне осаждения.
3. гетерогенная реакция выделения переносимого вещества.
Лимитирующая стадия – любая из этих трех. Чаще всего 2.
Для оценки степени очистки путем ХТР используют равновесный коэффициент разделения Кр – отношение относительной концентрации примеси в продукте к отношению концентрации примеси в исходном веществе.
Кр=(N*/(1-N*)) / (N/1-N)
N*/(1-N*) - продукт; N/1-N – исходное вещество.
Чем меньше Кр отличается от 1, тем меньше эффективное разделение. Если Кр =1, то разделение нет.
ХТР различают:
1. по характеру осуществления
2. по направлению транспорта перегоняемого вещества
3. по способу выделяемого перегоняемого элемента из соединения переносчика
4. по способу транспортировки (молекулярная и конвективная диффузия)
5. по форме процесса (замкнутая или разомкнутая).
ХТР – одноступенчатый процесс разделения. Эффективен лишь при очистки веществ от тех примесей, которые отличаются свойствами от основного вещества.
Поиск по сайту: