Кинетика распада озона в реакторе для разложения шин

Abstract

Приведены результаты теоретического и экспериментального исследований кинетики распада озона в химическом реакторе, который разработан для разложения шин в озоно-воздушной среде. Получено аналитическое выражение для зависимости концентрации озона в реакторе от времени и от параметров задачи таких, как объемная скорость подачи озоно-воздушной смеси на вход реактора, концентрация озона на входе в реактор, объемная скорость вывода отработавшей смеси, объем реактора, площадь его внутренней поверхности. Показано, что при одной и той же скорости прокачки озоно-воздушной смеси через реактор, с ростом концентрации озона на входе значение стационарной концентрации в реакторе растет, оставаясь всегда меньше концентрации на входе. Показано также, что при одной и той же концентрации озона на входе, с ростом скорости прокачки озоно-воздушной смеси через реактор значение стационарной концентрации озона в реакторе также растет, оставаясь всегда меньше концентрации озона на входе. Экспериментально изучена кинетика распада озона в реакторе в широком диапазоне скорости прокачки озоно-воздушной смеси через реактор (0.15, 0.30, 0.45, 0.60 м³/ч) и различных концентраций озона на входе (5, 10, 15, 20 г/м³). Показано, что экспериментальные результаты с хорошей точностью совпадают с теоретическими. Прямым экспериментом продемонстрировано существенное влияние внутренней поверхности реактора на кинетику распада озона.

Наведено результати теоретичного і експериментального дослідження кінетики розпаду озону у хімічному реакторі, який було розроблено для розкладання шин в озоно-повітряному середовищі. Отримано аналітичний вираз для залежності концентрації озону у реакторі від часу і від параметрів задачі, таких як об'ємна швидкість подачі озоно-повітряної суміші на вхід реактора, концентрація озону на вході у реактор, об'ємна швидкість виведення відпрацьованої суміші, об'єм реактора, площа його внутрішньої поверхні. Показано, що при однаковій швидкості прокачування озоно-повітряної суміші крізь реактор, із зростанням концентрації озону на вході значення стаціонарної концентрації в реакторі зростає, залишаючись завжди менше, ніж концентрація на вході. Показано також, що при однаковій концентрації озону на вході, із зростанням швидкості прокачування озоно-повітряної суміші крізь реактор значення стаціонарної концентрації озону у реакторі також зростає, залишаючись завжди менше концентрації озону на вході. Експериментально досліджено кінетику розпаду озону в реакторі в широкому діапазоні швидкості прокачування озоно-повітряної суміші крізь реактор (0.15, 0.30, 0.45, 0.60 м³/год) і різних концентраціях озону на вході (5, 10, 15, 20 г/м³). Показано, що експериментальні результати з достатньою точністю збігаються з теоретичними. Прямим експериментом було продемонстровано істотний вплив внутрішньої поверхні реактора на кінетику розпаду озону.

The results of theoretical and experimental research of ozone disintegration kinetics in the chemical reactor which is developed for decomposition of tyres in the ozone-air environment are presented. Analytical expression for dependence of ozone concentration in the reactor from time and from parameters of the task, such as volume speed of ozone-air mixture feed on a reactor input, concentration of ozone on the input to the reactor, volume speed of output of the used mixture, reactor size, and square of its internal surface is obtained. It is shown that at the same speed of ozone-air mixture prorolling through the reactor, with growth of ozone concentration on the input, value of stationary concentration in the reactor grows, remaining always less than concentration on the input. It is also shown that at the same ozone concentration on the input, with growth of speed of ozone-air mixture prorolling through the reactor, value of stationary ozone concentration in the reactor also grows, remaining always less than ozone concentration on the input. The ozone disintegration kinetics in the reactor in a wide range of speed of ozone-air mixture prorolling through the reactor (0.15, 0.30, 0.45, 0.60 m³/hour) and various ozone concentration on the input (5, 10, 15, 20 g/m³) is experimentally studied. It is shown that experimental results with good accuracy coincide with the theoretical. Direct experiment showed the essential influence of the internal surface of the reactor on the ozone disintegration kinetics.