ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Уравнения скорости процесса из "Реакторы в химической промышленности" Задачу определения основных размеров реакторов для системы газ — жидкость можно разделить на две 1) вывод уравнений скорости процесса и 2) интегрирование этпх уравнений. [c.138] Обе фазы (газовая и жидкая) находятся в реакторе в относительном движении. Вывод уравнения общей скорости процесса, которая определяется как сумма скоростей физических явлений переноса вещества и скоростей химических реакций, должен основываться на физической модели процесса. Предложено несколько таких моделей. [c.138] В пленочной модели используется допущение, что в системе газ — жидкость с обеих сторон поверхности контакта фаз образуются неподвижные (или ламинарно движущиеся) слои (пленки), через которые перенос вещества к поверхности контакта (илп от нее) осуществляется путем молекулярной диффузии. [c.138] Перемещение веществ путем конвекции из внешних слоев, протекающее с большой интенсивностью, может быть определено лишь в некоторых случаях. [c.138] Система уравнений (IV,3) — (IV,5) может быть решена аналитически в случае простых форм уравнения (IV,5) или при допущении некоторых упрощений. [c.139] Величинами, характеризующими процесс, являются константа скорости реакции к , коэффициент диффузии абсорбируемого компонента О х и коэффициент диффузии реагента из жидкой фазы В р. Соотношение этих величин характеризует отдельные этапы, определяющие процесс. Так, в случае, когда константа скорости реакции велика и, следовательно, реакция идет быстро, молекулы газа будут абсорбироваться и реагировать с молекулами компонента жидкой фазы в тонком слое, расположенном в непосредственной близости от поверхности раздела фаз. Следовательно, протяженность реакционной зоны по отношению к межфазной поверхности зависит от соотношения коэффициентов диффузии В а и О б. [c.139] Рассмотрим несколько возможных случаев. [c.139] Некоторые результаты полученные при вычислении коэффициента и, представлены на рис. IV- . [c.141] В этом случае реакция протекает на поверхности раздела фаз газ — жидкость, где концентрация обоих реагентов равна нулю (рис. 1У-2, б). [c.144] Числитель уравнения (IV,29) характеризует движущую силу процесса, а знаменатель — общее сопротивление процесса, выражаемое тем же способом, что и в случае физической абсорбции. [c.145] Выражения, заключенные в уравнениях (IV,34) и (IV,35) в квадратные скобки, представляют собой потери компонентов в результате развития реакции с обеих сторон реакционной поверхности. [c.146] Пленочная модель не учитывает влияния движения фазы на перенос вещества. При молекулярной диффузии перенос вещества осуществляется вследствие колебательного движения молекул. Как уже отмечалось, такая диффузия имеет место в неподвижной среде или в ламинарном потоке. В случае же турбулентного режима одновременно с общим движением потока происходит поступательное движение отдельных частиц в направлении, перпендикулярном общему движению (турбулентные пульсации). [c.147] При перемещении на единицу поверхности, равном га, за время контакта (период обновления) Д получим N = га/Д. [c.147] В уравнениях (IV,38) и (IV,39) предполагается, что в движущейся области жидкости концентрация абсорбируемого компонента равна нулю. [c.148] Уравнение (IV,44) аналогично уравнению (IV,29), если считать, что О а = О в. [c.148] Из анализа соотношений (IV,45) следует, что имеет небольшое влияние на (тем меньшее, чем меньше К ). Так как значение Н будет уменьшаться с увеличением концентрации, то возможно снижение несмотря на то, что концентрация реагентов в жидкой фазе увеличивается. Следовательно, растворимость Н будет являться определяющим фактором скорости процесса. [c.149] Соотношение (IV,45) было проверено экспериментально на примере абсорбции СО 2 раствором Л аОН в аппарате с механической мешалкой. [c.149] Вернуться к основной статье