Analysis of reaction zone thickness in non-catalytic solid-gas reactions

Authors


Abstract

An expression for determining the reaction zone thickness in a slab type solid pellet is derived based on the grain model for first order and isothermal reaction. It is shown that during reaction, the zone thickness remains constant for slab type pellets and varies for cylindrical and spherical shaped pellets. An approximate criterion is obtained from the expression for the applicability of the widely used shrinking core and homogeneous models. The expression is also useful for determining the rate parameters. The expression is found to be very satisfactory in predicting the experimental reaction zone thickness values and the activation energy value for the zinc sulphide oxidation reaction.

Abstract

On a établi une expression pour déterminer l'épaisseur de la zone de réaction dans une granule solide en forme de plaque, basée sur le modèle du grain pour les réactions isothermes de premier ordre. On montre qu'au cours de la réaction, l'épaisseur de la zone reste constante pour les granules en forme de plaque, et qu'elle varie pour les granules de forme sphérique et cylindrique. Cette expression fournit un critère un approximatif relatif à l'applicabilité du noyau non converti et du modèle homogène, qui sont tous deux largement utilisés. Cette expression est également utile pour déterminer les paramètres de la loi de vitesse. Elle s'avère très satisfaisante pour la prédiction des valeurs de l'épaisseur de la zone de réaction expérimentales et de la valeur de l'énergie d'activation, pour la réaction d'oxydation du sulfure de zinc.

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