Page 73 - 6208

Така ж мета досягається при збільшенні ступеня однорідності
розподілу речовин, їх гомогенізації, що розширює площу контакту
взаємодіючих фаз. Гомогенності системи досягають механічним
перемішуванням, вібрацією, ультразвуком, високовольтними розрядами
в рідкому середовищі тощо.
Збільшення швидкості реакцій за рахунок використання
каталізаторів широко застосовується в хімічній промисловості. Це
обумовлено зниженням енергії активації. Процеси в дифузійній області
інтенсифікують перемешіванням взаємодіючих фаз, турбулізацією їх
потоків, що сприяє прискореному протіканню найбільш повільних в
даному випадку дифузійних стадій. Цього ж досягають зниженням
в'язкості і густини середовища, в якому здійснюється дифузія.
Для інтенсифікації процесів в перехідній області необхідно
використовувати як кінетичні, так і дифузійні фактори.
Як правило, кінетичні стадії лімітують процеси при низьких
температурах, а дифузійні - при високих. В останньому випадку може
змінюватися фазовий склад речовини (наприклад, вона плавиться або
сублімується, різко інтенсифікуючи швидкість дифузії і процесу в
цілому). Таким чином підвищення температури слід розглядати не
тільки як фактор, що прискорює процес в дифузійній області, а й як
спосіб переведення гетерогенної системи в однорідну, а твердих фаз - в
рідкі та газофазні, що істотно збільшує швидкість перетворень. Вихід
кінцевих продуктів в технологічних процесах в стані хімічної рівноваги
визначається константою рівноваги і активністю вихідних речовин,
пов'язаних з їх концентрацією. У свою чергу, константа рівноваги
конкретної реакції залежить тільки від температури. Відповідно до
принципу Ле Шательє вихід продуктів реакції в ендотермічних процесах
буде збільшуватися при підвищенні температури, а також при зростанні
тиску, якщо об’єм газоподібних продуктів реакції менший, ніж об’єм
вихідних, і при підвищенні концентраціі однієї або декількох вихідних
речовин. У всіх випадках час досягнення рівноважного стану
(максимального виходу продуктів реакції) скорочується зі зростанням
температури.
У промисловій практиці для збільшення швидкості процесу і
виходу продуктів реакції використовують одночасно декілька або
більшість з перерахованих факторів інтенсифікації.
Широкий розвиток отримали також фактори інтенсифікації,
основані на використанні високодисперсних матеріалів (факельна,
зважена плавки, тощо). Барботажні технології, які призводять до
багатократного збільшення поверхні міжфазової взаємодії, підвищення
тиску дуття і збагачення його киснем, процеси вакуумування,
використання багатих рудних концентратів, методи позапічної обробки
розплавів металів, тобто практично всі відомі фізико-хімічні фактори