离解过程动力学模型

离解过程动力学模型(kinetic model of decomposing process)表征化合物离解过程的离解分数与温度、离解时间、物料粒度等参数关系的数学方程式。理论固体化合物的离解属于多相反应过程。碳酸钙的离解是固体化合物离解

离解过程动力学模型(kinetic model of decomposing process)

表征化合物离解过程的离解分数与温度、离解时间、物料粒度等参数关系的数学方程式。

理论

固体化合物的离解属于多相反应过程。碳酸钙的离解是固体化合物离解的典型例子，其离解反应为：

CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

根据反应动力学理论，多相反应过程的速度可能随反应产物的性质及具体条件的不同而分别受外扩散、内扩散、化学反应步骤所控制或受一种以上步骤的混合控制，控制步骤不同所表征的反应分数与各种参数关系的动力学模型亦不一样。研究表明，在大多数固体化合物的离解过程中，所生成的固态产物(如CaO)往往疏松多孔，内扩散往往不会成为控制离解过程速度的步骤，而在外扩散条件较好外扩散也不会成为控制步骤的情况下，离解过程的速度受化学反应控制，符合化学反应控制的动力学模型。即当过程中颗粒的粒度可视为不变的条件下，其动力学模型为：

式中R为化合物的离解分数；ro为颗粒的原始当量半径；ρ为离解物料的密度；t为离解时间；k为离解反应的表观速度常数，它与热力学温度T的关系为

式中ko为常数；E为表观活化能，对化学反应控制而言，E值大于4.18KJ／mol，某些离解反应的表观活化能如表所列。

应当指出，化合物的离解过程有时比较复杂，有些化合物不是一步离解完全，而是分步进行。如CuSO4的离解过程为：

2CuSO4→CuO•CuSO4+SO3→2CuO+2SO3

离解化合物有时与离解产物间形成液相，如CdSO4离解时，在1283K温度下形成含2CdO•CdSO425％的共晶熔体；离解产物间有时会发生交互反应。发生上述情况的离解过程，都不一定能用化学反应控制动力学模型来表征。