ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы кинетики абсорбции, осложненной химической реакцией из "Очистка технологических газов" На коэффициент массоотдачи 6 оказывает прямое или косвенное влияние целый ряд гидродинамических, физико-химических и геометрических факторов. В зависимости от условий ведения процесса и его аппаратурного оформления относительная роль этих факторов существенно изменяется. [c.62] Расчет коэффициента ускорения и скорости абсорбции может быть выполнен для произвольного сочетания концентраций реагентов при условии, что 1ЛГ2 АГ1 . Результаты расчета по уравнению (П,80) хорошо согласуются с результатами решения системы уравнений конвективной диффузии, полученными [30] с помощью ЭВМ. Коэффициент ускорения а зависит от скорости химической реакции и степени турбулизации жидкости. В предельных случаях возможны собственные упрощения. В табл. П-6 приведены уравнения, рекомендуемые для расчета коэффициентов ускорения в конкретных технологических процессах. [c.63] При больших значениях параметра г (большая величина константы )авно-весия химической реакции) уравнение (П,80) описывает кинетику абсорбции, осложненной необратимой реакцией [31]. Химическая реакция протекает в реакционно-диффузионной зоне, непосредственно примыкающей к поверхности раздела. [c.63] При Вж Вж. кр реакция также протекает мгновенно, но уже на поверхности раздела фаз, поэтому все сопротивление массопередаче оказывается сосредоточенным в газовой фазе. [c.66] Такой случай соответствует умеренно быстрым и средним скоростям необратимой химической реакции процесс не зависит от гидродинг мических условий. Область работы может быть названа областью протекания реакции кажущегося суммарного порядка а, так как концентрация свободного хемосорбента, значительно превышающая концентрацию абсорбируемого компонента (В ж р). практически не изменяется вблизи поверхности раздела фаз. [c.66] Приведенные выше теоретические уравнения хемосорбции получены в предположении, что если имеет местр вторая (последовательная) реакция, где расходуется вторая молекула хемосорбента (га = 2), то она протекает мгновенно. Это наблюдается, например, при взаимодействии Oj с моноэтаноламином. Если же промежуточное вещество существует относительно долго, зависимость X от Л проходит через максимум [33]. [c.66] Экспериментальная проверка теоретических уравнений необратимой хемосорбции проведена [14, 28, 34—39] на примерах поглощения Oj водными растворами NaOH, КОН, NH4OH, МЭА, ДЭА в аппаратах с фиксированной поверхностью раздела (в широком диапазоне значений Л/ и Л). [c.66] Удовлетворительное соответствие найденной опытным путем и теоретически рассчитанной скорости абсорбции позволяет рекомендовать уравнение (11,90) для инженерной практики. [c.66] С увеличением обратимости химической реакции уменьшается скорость взаимодействия абсорбируемого компонента и хемосорбента и возрастает глубина проникновения абсорбируемого компонента. Химическая реакция выходит аа пределы пограничного реакционно-диффузионного слоя и охватывает всю массу жидкости. Для массопередачи с обратимой реакцией характерно такое состояние, когда Аж заметно больше нуля и существенно зависит от количества жидкости в аппарате иж- В зависимости от степени турбулизации жидкости, константы равновесия К и иж можно рассматривать две предельные области диффузионную (отношение Аж/Ар незначительно) и кинетическую (Аж/Ар = 1). [c.67] Аналитическое определение состава основной массы жидкости (особенно Л ж) связано часто с большими трудностями. Поэтому для практических расчетов уравнение массоотдачи следует рассматривать совместно с другими уравнениями (уравнение скорости химической реакции в основной массе жидкости, уравнение закона действующих масс и др.). [c.67] В химической и газовой промышленности широко распространена одновременная хемосорбция двух компонентов газа. Теория кинетики необратимой двухкомпонентной хемосорбции подробно рассмотрена в работах [41—43]. [c.67] Литературные данные об экспериментальных значениях можно использовать только в том случае, если хемосорбция не сопровождается поверхностной конвекцией (или если коэффициент массоотдачи Рж определен при одновременном с физической абсорбцией протекании хемосорбции [44]). Сущность поверхностной конвекции заключается в возникновении и развитии в непосредственной близости к поверхности раздела фаз конвективных токов, значительно ускоряющих процесс как физической абсорбции, так и хемосорбции. [c.68] Ускорение массопередачи за счет поверхностной конвекции Р необходимо учитывать при подборе новых хемосорбентов. Протекание химической реакции оказывает существенное влияние на динамическое поверхностное натяжепие, т. е. на поверхностное натяжение, измеренное непосредственно при протекании химической реакции. [c.68] С помощью теоретических уравнений хемосорбции можно определить влияние различных факторов на кинетику поглощения. [c.68] Влияние скорости газа на К про-является при заметном увеличении сопротивления процессу массопере- дачи в газовой фазе доля сопро-тивления в газовой фазе возрастает при повышении давления. Скорость газа может оказывать заметное влияние на поверхность контакта фаз, что нередко выражается в сильной зависимости объемного коэффициента массопередачи К уа от скорости газа, как, например, в насадочных колоннах в режиме подвисания или в условиях барботажа особенно при малых скоростях газа. [c.69] Парциальное давление компонента в соответствии с теоретическими уравнениями необратимой хемосорбции влияет на р и К только в области мгновенной химической реакции. При М .1 величина р обратно пропорциональна парциальному давлению (при отсутствий поверхностной конвекции). При развитой поверхностной конвекции, интенсивность которой, как указывалось выше, увеличивается с повышением парциального давления компонента А , зависимость Рж от Лр проявляется слабее. В переходной области влияние парциального давления постепенно уменьшается и сводится к нулю в области реакции псевдопервого порядка, что согласуется с опытными данными [47, 48, 50, 51]. [c.69] При значительном повышении концентрации хемосорбеита величина Рж, а следовательно, и К уменьшается, что объясняется возрастанием вязкости раствора и уменьшением эффекта поверхностной конвекции. От концентрации хемосорбента зависит также ионная сила раствора и, следовательно, константа фазового равновесия /и . [c.69] Температура влияет на коэффициент массоотдачи Рж и движущую силу процесса. С повышением температуры увеличивается коэффициент массоотдачи. В области мгновенной химической реакции это объясняется возрастанием р и уменьшением Ар [уравнение (II, 91)] в области реакции псевдопервого порядка увеличение рж можно объяснить заметным ростом значений г и /За (см. уравнение (II, 93)]. [c.70] С повышением температуры уменьшается движущая сила процесса при высоких температурах процесс поглощения уже нельзя рассматривать как необратимый. В некотором интервале температур увеличение коэффициента массопередачи может опережать уменьшение движущей силы процесса. При этом скорость абсорбции возрастает при повышении температуры (рис. П-8). [c.70] Вернуться к основной статье