冶金反应20

1、过程系统：为完成物质的某种物理和化学的变化而设定的具有不同变换机能的各个部分所构成的整体。

1. 粗钢生产过程系统：过程系统、分系统、亚分系统

2、比例放大法可分为以下5个步骤：1.小型试验研究化学反应规律，建立宏观传递过程方程，确定其动力学参数。2.冷漠型试验研究传递过程规律，建立传递过程方程，确定各类传递过程参数。3.在获得方程的基础上，建立反应器操作过程数学模型，并通过计算机求解该模型，预测实际反应器性能，优选其尺寸和操作条件。4.在（3）的计算结果指导下，建造中间实验反应器，检验所建立数学模型的等效性，修正模型，确立模型参数。5.根据修正后的数学模型，桶计算机设计生产规模的反应器。

3、衡算方程通式（1）各输入速度总和—反应消耗速度=积累速度

质量衡算方程（2）流入速度—流出速度—反应消耗速度=积累速度

热量衡算方程（3）伴随物料流入的热输入速度—伴随物料流出的热输入速度+反应放热速度—与系统外热 交换的热损失速度=蓄热速度

4冶金反应工程学中的数学模型一般包括四部分 1反应器内各主要反应的宏观动力学方程

2反应器内主要传递过程方程(包括质量、热量和动量的传递) 3衡算方程 4方程中的系数

5.方程中的系数有两类（通称为模型参数）：

一类是和过程的运动变化密切相关的，如反应动力学常数、湍流粘度系数和传质传热系数等，这些系数往往要和传递过程联立求解；另一类为介质的物理性质，如密度、粘度、扩散系数和热导率等，需要通过实验测定。

第一章

6、多相反应特点：1.分步骤完成 2.界面积和几何形状 3.界面性质 4.流体相的流动速度 5.相比 6.固体产物性质 7.

温度的影响

7、气体—固体间反应，按固体反应物性质，可分为：无孔颗粒和多孔颗粒两大类，每一类又分为有和无固体产物生成两类。根据固体产物是致密还是多孔，过程中的固体颗粒体积是否改变等，都可对气体—固体间反应进一步分类。

8、过程的基元步骤及速度表达式为：(1)气体反应物A 在气流主体与固体表面之间的传质速度

i A n

=)(Ai Ab c gA C C A k - (2)气体A 和固体反应物B 之间以A 的消耗表示的化学反应速度” r A n ∙(mol ／s)为r A n ∙=)(i A c r C f A k 若为一级不可逆反应，则有 r A n ∙

＝i A c r C A k 在拟稳态假定下，A 的传质速度应等于其化学

反应的消耗速度，若以A R 表示过程的综合反应速度，则有r A n ∙

=i A n =A R

9、按相界面特征分为五类相间反应:气-固，气-液，液-液，液-固，固-固

10..液相中气泡的俩种形成过程：一是由于溶液过饱和而产生气相核心，并长大形成气泡。二是浸没在液相中的喷嘴吹气体产生气泡。（前者可分为均相形核和非均相形核）

11.2

0σ=D r k p r 2 当2

0σ≤0.1或20σ＞10时，分别接近于化学反应控制或边界层传质控制。当20σ处于

中间值时，一般应考虑两个基元步骤的阻力

12. 当固体颗粒达到一定转化率(或反应完结)所需要的时间x t 缺近似与切始颗粒半径p r 成正比时，证

明过程由化学反应步骤控制；当x t 近似与2

p r 正比时，证明过程由传质步骤控制，否则应考虑混合控制。

13.缩小未反应该模型此类反应的通式为 s g s g rR pP bB A +=+

三章

14、气液间传质理论有：界膜理论、渗透理论、表面更新理论、

15 、界膜理论；流体与界面间的传质阻力完全存在于紧贴界面的薄膜内，膜内传质考分子扩散切浓度分布稳定，膜以外的流体中浓度均匀。渗透理论；气液相间的传质是由于液体表面上的流体微元不断被来自主体且具有主体浓度的心微元所更换完成的，微元在表面的停留时间很短且是均匀的。

16.气体-液体间的反应分类：一是分散的气泡通过液体的移动接触反应，二是气液俩相持续接触反应

17、均相成核根据气流量的不同分为:静力学区、动力学区、射流区

四章

18、渣金反应确定控制步骤通常可采用以下万法：(1)改变温度进行实验，若为化学反应控制时，则活化能高；而传质控制时，活化能低。(2)反应速度本身不受搅拌影响，如果搅拌使过程大幅度加快，则很大程度亡可以确定为传质控制，但应注意施加强力搅拌时，可能会改变相界面积。 (3)在可推算相界面附近渣金两相主体流速时，则从流体力学知识能够推算出边界层厚度或传质系数。但高温熔体，特别是熔渣，常常缺少有关的物性值数据。

(4)大幅度改变渣金两相中B 和A 的含量比，可判断B 成分的传质是否有影响及其影响程度。(5)假定某步骤为限制环节，通过比较计算值与同条件下的实测值来判断限制步骤。 总之，尚无确定的判断限制步骤的模式，必须进行仔细的实验及数据比较和分析才能得到正确结论。

19、固体在液体中溶解过程由两个基元步骤构成：（1）固体晶格被破坏转化为固体原子进入液相(2)溶解的原子通过紧接于固体原子的边界层向液相主体扩散。（后者往往是溶解过程的控制环节。）

20、浸出过程：不是单纯的物理溶解，通常是伴随某种反应把精矿粉或矿石中的有价金属转化到溶液中

21、浸出过程包括以下步骤：1.液相中反应物通过固体表面的液膜向固体表面扩散。2.该反应物 通过固体产物层或残留的惰性固料层向内扩散。3.在未被浸出的物料表面上发生化学反应。4.溶解物从反应表面经产物层或惰性固料层向外扩散。5.溶解物通过液膜向溶液主体扩散。

22、理想流动模型：理想排挤流或理想活塞流 理想混合流或完全混合流

23、反应器：为了探讨有效控制转化过程的条件，根据科学上从特殊到一般的原则，凡是发生化学反应转化过程的容器和设施，概括起来称为反应器。

24、理想反应器的发分类：间歇式全混槽 活塞流反应器 全混流反应器

25 间歇式全混槽特点：非连续操作，非稳态过程，反应器内物料、浓度、温度随时间变化，但同一时

刻不变，所有物料反应时间相同。

活塞流反应器 全混流反应器特点：连续操作系统，稳态过程，物质的浓度不是时间的函数，而是

管长方向的（Z ）的函数，浓度均匀一致（C=K ）反应时间服从流及计规律。

26反应器分析与设计的基础：

研究反应器数学模型的基础是集中研究反应器内发生的现象。这些现象可以分解为化学反应、动量

传输、热量传输和质量传输(包括输运和传递两部分)。反应器数学模型的建立和反应器设计就是(1)质

量、能员和动量守恒定律 (2)扩散方程(3)化学反应速度方程1)对均相基元反应2)对非均相传质控制