ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эмпирические методы расчета процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией из "Химическая кинетика и расчеты промышленных реакторов Издание 2" Выведены многочисленные соотношения для труб с орошаемыми стенками, одиночных шаров И цилиндров и слоев насадки различных видов. Наиболее полный их обзор содержится в известных монографиях . Ниже приведены два типичных уравнения. [c.173] Индекс Ьт обозначает среднее значение парциального давления или концентрации недиффундирующего компонента в газовой или жидкой фазе соответственно. [c.173] Коэффициент массопередачи также определяется из уравнений (VI, 6) и (VI, 7). Если указанные законы распределения не соблюдаются, концентрации на поверхности раздела фаз следует находить, как показано на рис. 1-3. [c.174] Подобно тому, как, исходя из коэффициентов массоотдачи, можно найти суммарный коэффициент массопередачи, точно также на основании высоты единицы массоотдачи может быть определена высота единицы массопередачи. Другими словами, соотношения, подобные уравнениям (VI, 2) и (VI, 3), можно получить и для высоты единицы массопередачи через эту величину выражены все современные экспериментальные данные о процессе массопередачи. [c.175] Кинетическая и диффузионная область. Очень важно правильно определить, протекает процесс в диффузионной области или кинетической, т. е. что является определяющей — скорость массопередачи или скорость химической реакции. Основными переменными, нозволяюнщми это обнаружить, служат скорость потока и температура. Уравнение (VI, 2) показывает, что скорость массопередачи почти прямо пропорциональна скорости потока. С другой стороны, такое изменение рабочих условий совершенно не сказывается на скорости химической реакции. Влияние температуры на массопередачу выражено только в изменении физических свойств веществ в критериях подобия. Однако суммарное влияние температуры на скорость массопередачи весьма незначительно по сравнению с влиянием температуры на скорость химической реакции в соответствии с уравнением Аррениуса. [c.175] Размеры оборудования. При расчете размеров абсорбционного оборудования поперечное сечение аппарата и его высота определяются раздельно. Строго говоря, все существующие для этого методы расчета являются по существу эмгшрическими и зависят от конструкции и внутреннего устройства абсорбера. Поперечное сечение пасадочных колонн находят гидравлическим расчетом в условиях захлебывания, а сечение тарельчатых колонн — путем расчета в условиях уноса жидкости газом или на основании выбранного коэффициента полезного действия ступени. Ни один из этих методов расчета не связан пепосредственно со скоростью процесса абсорбции, за исключением того, что поперечное сечение определяет линейную скорость потоков, которая в свою очередь влияет на скорость массопередачи. [c.175] В табл. 45 приведены соответствующие значения Са и Сь, вычисленные по этому уравнению. Полученные на основании диаграммы равновесия значения С, соответствующие каждому значению Са, также помещены в таблице (все величины выражены в ке/м ). [c.177] Оказывается, что при использовании 20%-ного раствора (СгН50)2НН желаемая степень очистки смеси от HjS достигается при приблизительно половинном расходе раствора. [c.179] Реакции газа с жидкостью используются для получения цепных химических соединений, а также для удаления активного компонента из газовой смеси с целью его извлечения в концентрированном виде или очистки. Извлечение отдёльного компонента из газовой смеси может осуществляться промывкой газа в скруббере соответствующим химически активным или инертным растворителем. Скорость абсорбции и степень поглощения ограничены равновесным давлением растворенного вещества над раствором. Следовательно, когда это противодавление можно снизить, используя химически активные растворители, достигается определенная экономия капиталовложений и эксплуатационных расходов. Для того чтобы применение химически активного растворителя было экономически оправданным, он должен быть дешевым и легко регенерироваться, а растворенное вещество должно легко извлекаться из полученного раствора, если это необходимо. Использование нерегеперируемых растворителей может быть оправдано только для удаления небольших количеств примесей из газов или извлечения очень ценных газов. [c.179] Примеры промышленно важных процессов, основанных на реакциях газов с жидкостями, весьма многообразны (некоторые из них приведены в начале главы). При этом цели проведения таких процессов различны. Бензол и хлор дают в качестве конечного продукта монохлорбензол. Водные растворы диэтаноламина применяют для извлечения примеси сероводорода из углеводородных газов раствор регенерируют нагреванием и отгонкой водяным паром. Извлеченный сероводород используют для получения элементарной серы. Небольшие количества сероводорода иногда извлекают из углеводородных газов промывкой водными растворами гидроокиси натрия, а отработанный раствор выбрасывают. [c.179] Данные по пленочным коэффициентам для процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией, часто выражают с помощью поправочных коэффициентов к соответствующим коэффициентам, характеризующим чистую абсорбцию. Такие поправочные коэффициенты были получены для основных, представляющих интерес случаев, включая обратимые и необратимые реакции первого и второго порядков. [c.180] Констан га скорости реакции. Если в системе, наряду с другими процессами, протекает процесс диффузии, определить константу скорости реакции можно только косвенным путем. Один из возможных способов заключается в приготовлении двух отдельных растворов каждого реагента в одинаковом растворителе. Эти растворы затем можно очень быстро перемешать и наблюдать за протеканием соответствующей гомогенной реакции любым из известных методов. Если имеется уверенность, что растворитель сам по себе не влияет на ход реакции, то можно использовать другие растворители вместо того, который употребляется в абсорбционном процессе. Этот прием может оказаться полезным при малой растворимости газа в промышленном растворителе. [c.180] Было также обнаружено, что скорость абсорбции существенно не зависит от размеров насадкй (6,35 или 12,7 мм) и от парциального давления Oj в газовой фазе (в пределах 0,03—0,28 мол. доли). [c.182] Вернуться к основной статье