冶金反应工程学.doc

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1、冶金反应工程学班级:冶金10-A4姓名：孙征学号：120103402010冶金反应工程学的概念：2冶金反应工程学的研究内容：2冶金反应宏观动力学与传统化学动力学的区别：2积分法与微分法求取化学反应动力学参数的比较：3（辽宁科技大学材料与冶金学院，鞍山114000）摘要：主要介绍冶金反应工程学的内容与优缺点，以及与传统冶金学的联系。关键词：工程学积分法微分法参数比较冶金反应工程学的概念：冶金反应工程学，简略地说，就是研究冶金工业中反应规律及其应用于反应器选型设计的方法。它应用于对原有反应器的改进，新型反应器的开发研制以及各种反应器的操作条

2、件与效果之间关系的解析，从而确定最优条件和最优设计。冶金反应工程学的研究内容：反应工程学方法中的一方面内容是比例放大和中间试验工场问题。所谓“比例放大”是指在小型试验装置进行试验所得数据的基础上，能以怎样的规模扩大设计工业生产装置。一般地说，如果对象过程是以物理变化为主的话，利用相似方法就基本可以了。然而对存在极其复杂的化学反应的冶金装置，只利用物理相似就显得卜分不足和相当困难了。尽管如此，仍不乏人从事或尝试着冶金反应装置的比例放大方面的研究。反应工程学方法的另方面内容是过程体系和过程设计问题。所谓过程体系是指由多个具有独立变化能力的单

3、个过程联合组成的完整系统过程。过程设计研究对这类过程体系进行综合分析和过程的合理组合等问题。冶金反应宏观动力学与传统化学动力学的区别：宏观动力学是反应工程学中最基本的内容。关于反应速度问题，在物理化学或化学动力学中均有详细的论述，但是它们关于反应速度的研究多是限定在纯化学反应上的，对此可以称之为“微观动力学”。在实际反应装置内所发生的反应过程中，化学反应总是有热和物质的传递相伴随的。对反应装置内反应过程的进行速度，必须将化学反应速度与传热、传质速度一并予以考虑。这种既考虑化学反应过程速度又考虑物理移动过程速度的反应动力学称为“宏观动力学

4、”，此种过程的反应速度称为“综合反应速度”。冶金反应是复杂的非均质反应，而且多是高温反应，冶炼使用的原料大都具有复杂的化学成分和物理性质。这些因素使分析研究和试验工作变得复杂。现在的“冶金反应工程学”中，尚有许多未知领域有待探索，尚须从实验方法到工艺理论等诸多方面积极努力，并且需要在实际应用方面解决一系列问题。积分法与微分法求取化学反应动力学参数的比较：以确定反应级数为例(1)积分法求反应级数：利用速率方程的积分式确定反应级数的方法。积分法又可分为试差法和半衰期法,试差法只适用于整数级反应，半衰期法需先作图求出不同初始浓度的半衰期，比较

5、费时，所以积分法的使用有一定的局限性。(2)微分法求反应级数：利用速率方程的微分式确定反应级数的方法。为了求反应级数，将速率方程微分式两边取对数：lnv=lnk+nlnCA,由上式可知:恒温反应k是常数,故其lnv与lnCA成线性关系，直线的斜率就是反应级数n，所以求出直线的斜率就确定了反应的级数。微分法可适用于级数是整数、分数或负数的各种情况，适用性较好，但数据处理过程太复杂，工作量太大，不宜手工完成，所以实际应用和教学过程中很少用微分法求反应级数。参考文献：1.李兰滨.反应工程学在炼铁工业中的应用[期刊论文]—钢铁1979（3）2.

6、张策.冶金反应工程学[期刊论文]—江西冶金学院1985（4）3.刘随军,李　峰,张洪凯.求解化学反应动力学参数的一种方法[期刊论文]—滨州师专学报2003（6）