ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массопередача при наличии химической реакции из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов Изд.2" Быстрая химическая реакция. Рассмотрим реакцию типа А (в газе) + 5 (в жидкости) - продукт реакции. [c.154] Скорость реакции бесконечно или несравнимо велика относительно скорости массообмена. Принимаются следующие допущения А присутствует только в основном слое газа, В — только в основном слое жидкости, каждый кмоль А взаимодействует с Ь кмоль В. [c.154] Уравнение (VII, 66) позволяет вычислить текущие составы компонентов А я В ъ любом сечении по высоте колонны. [c.154] При отсутствии инертного газа каждая фаза состоит только из чистых реагентов А или В. В таком случае и в уравнение материального баланса могут входить только потоки реагентов О и Ь. [c.154] Жидкость диспергируется в газ. Пусть компонент В нерастворим в газе и количество непрореагировавшего компонента А в жидкости невелико по сравнению с содержанием его в газе. Тогда непрореагировавший компонент В (при противотоке) движется вниз с жидкостью, а остаток А — вверх с газом. Каждый прореагировавший в жидкости 1 моль А заменяется одним молем свежего А из газового потока. [c.156] Задача последующих примеров — выбор расчетных формул в зависимости от условий процесса. Выбор чистой воды в примере УП-З и концентрированной кислоты в примере УП-4 имеет целью показать резкое влияние свойств поглотителя на высоту аппарата, хотя это в данных примерах и приводит к нереальным результатам. [c.158] Константа Генри для извлекаемого компонента Н = кмоль . Мольные расходы жидкости н газа при я = = 1 кгс-см 2 L = 64,5 кмоль-ч 0 = 9 кмоль-ч . Плотность жидкости Ся, = 56 кмоль М . [c.158] Реакция протекает с большой скоростью в жидкой фазе по типу Л (G) -Ь S(L)продукт. Для упрощения допускается, что Pal = Pbl = Pl. Схема процесса дана на рис. УП-8. [c.158] Далее для ряда произвольных значений рд по высоте колонны вычисляют соответствующие значения Сд и равновесные Ра, р = Яса, после чего находят движущую с лу процесса Др рл —Рд.р. Результаты вычислений даны в табл. 14. [c.158] Пример УП-4. В условиях предыдущего прпмера определить высоту абсорбционной колонны, в которой производится поглощение того же компонента концентрированным раствором кислоты с начальной концентрацией св, н = = 0,8 кмоль Схема процесса дана на рпс. УП-9. [c.159] Пример УП-5. Определить высоту абсорбционной колонны для улавливания загрязнений из воздуха в пределах концентраций, данных на рис. 11-10. Абсорбент— разбавленный водный раствор кислоты концентрацией св, = = 0,032 кмоль - м-з. Попрежнему Рлост = 32 кмоль м- ч- кгс - см- РльО = 0,1 Ч I = 64,5 кмоль ч С = 9 кмоль ч Сж = 56 кмоль м Н = 0,124 кгс см КМОЛЬ м . [c.160] В верху колонны Рлосгрл рдх,асв, т. е. основное сопротивление диффузионному потоку сосредоточено в газовом пограничном P/ -0,D0i слое и для расчета следует пользоваться уравнением (VII, 73). [c.161] Внизу колонны, наоборот, p G(JPA pALa B Рис. VII-11. К примеру VII-6. и основное диффузионное сопротивление сосредоточено в жидком граничном слое. В этом случае расчет нужно вести по уравнению (VII, 74). [c.161] Таким образом, в данном примере форма кинетического уравнения, в каком-то сечении по высоте колонны меняется. По ходу газа в нижней части колонны до плоскости раздела процессом управляет пограничный жидкий слой, диффузия через него замедленна, и реакция происходит в этом слое. [c.161] Из формулы (VII, 82) следует, что это произойдет при рл = 0,000395. Это значение рл определяет границу применения расчетных формул для нахождения высоты нижней и верхней частей колонны. Задаваясь по высоте колонны различными значениями рл, получим величины, приведенные в табл. 16. [c.162] Высота колонны может быть определена графическим интегрированием или аналитически. Полная высота h = h + hi, где Л] и 2 — соответственно высоты нижней и верхней частей. [c.162] При графическом интегрирования строим график 1/га = (Ра). [c.162] В приведенном примере имеются две зоны реакции, и компонент В еще не исчерпан полностью на выходе из реактора. При недостаточном количестве В он может быть исчерпан еще до выхода из аппарата. Тогда газ, входящий снизу, в. части колонны будет находиться в контакте с жидкостью, освобожденной от В, т, е. произойдет физическая абсорбция (без реакции). [c.162] По мере стекания жидкости концентрация В уменьшается и на границе зон /—II становится равной Хз = х р. При таком значении х основное сопротивление процессу переходит в жидкий слой, и расчетная зависимость для определения высоты зоны Й2 выводится из уравнения (VII, 5). [c.163] Вернуться к основной статье