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許多重要的冶金單元作業(yè),都涉及固體顆粒與流體相中一種
或多種組分之間的化學反應。浸出、焙燒、氣體還原和其它氣一固
反應都是這方面的實例。在大多數情況下,通常將礦物預先細
磨,并進行粒度分級作業(yè)來制備顆粒。
雖然動力學在這些作業(yè)中顯然是重要的,但一直很少將顆粒
反應動力學的許多實驗室研究結果用于冶金設備的設計。我們從
冶金過程設計開始,著手探討這方面的問題。過程設計的第一個
問題,就是如何著手設計。解決辦法通常是將相關的功能工序加
以綜合,也就是擬定一個流程。建立質量平衡和熱平衡后,必須
按產量、提取率等項對每個工序擬定作業(yè)技術條件。隨后,冶金
過程設計者必須確定每步工序符合作業(yè)技術條件的措施。在冶金
反應場合,這是一個確定反應器類型及其作業(yè)方式的問題,作業(yè)
方式可能受到種種制約因素的限制。第二個問題是確定反應器的
大小,以得到所希望的產量和提取率。包括顆粒反應動力學在內
的冶金反應動力學,僅僅是解答第二個問題的手段,從過程設計
工程觀點看來,通常不起其它作用。遺憾的是,許多動力學方面
的研究作為一種目的而不是作為一種手段來處理。
過程設計工程師,首先要針對顆粒體系估計過程反應器(反
應設備)的尺寸,所以要掌握的顆粒體系數據必須多于顆粒反應
動力學數據。如果已知給料中顆粒粒度分布和顆粒在反應器中的
滯留時間,那么原貝4上可以借助計算釩作出詳盡的綜合計算,計
算機能算出與給料速率相適應的反應器尺寸和所要求的轉化率。
許多情況十分復雜,以至只有用這種方法才能解決,但這種方法
畢竟費時間、昂貴,并且要求一定的專業(yè)水平,但這種專業(yè)知識
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