ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Повышение температуры у поверхности абсорбёнта из "Газожидкостные реакции" Произведение = 0,01 1, где выражена а сек . [c.47] Значение к , найденное подбором по рис. 111-3, составляет примерно 35 сек это дает к 1 = 0,35 и Q A V к Ол = 0,76, что соответствует точке, лежащей близко к кривой. [c.47] И1-3-2. Мгновенная реакция. В этом случае растворяемый газ мгновенно взаимодействует с растворенным реагентом. При этом под поверхностью газо-жидкостного раздела имеется плоскость, где концентрации обоих компонентов равны нулю, и скорость процесса определяется исключительно скоростью их диффузии к этой плоскости. Действительная кинетика реакций в таких случаях не имеет значения. Пусть первоначальная концентрация реагента повсюду одинакова и равна В , причем 2 молей его реагирует с одним молем растворенного газа. Профили концентраций будут подобны изображенным на рис. П1-5. [c.47] Если к тому же один моль реагента взаимодействует с одним молем газа, давая один моль продукта, то у — г = 1, и концентрация продукта у поверхности равна концентрации реагента в массе жидкости (см. рис. 1П-5). [c.49] При этих условиях скорость абсорбции равна скорости физической абсорбции газа при растворимости газа, равной А + В Чг. [c.50] Здесь 0 — количество газа, которое абсорбировалось бы за время t, если бы практически не наблюдалось исчезновения (обеднения) реагента В вблизи поверхности жидкости. При выполнении условия (П1,33) реагент В полностью исчезает из зоны, прилегающей к поверхности, и скорость процесса лимитируется исключительно диффузией. Соответствующие условия для реакции второго порядка между А и В и т, п-го порядка между ними обсуждаются в разделах 111-3-3 и П1-Зт5. [c.50] Бриан И др. дают поправочные коэффициенты для приведенного выражения в различных областях изменения переменных. Ошибка не превышает 10% прн 0 /0 1 или 12% при 0,1. [c.52] Уравнение (111,37) представлено графически на рис. П1-8 и в большем масштабе на рис. У-б и У-7. Значение Ес может быть найдено из рис. 111-6, после чего из рис. У-6 и У-7 находят Е как функцию от ]/ М. Для больших значений Е , согласно уравнению (1П,31), Ес ВЧгА ) V 0 10 а- В этом случае рис. У-6 и У-7 могут быть использованы без обраш.ения к рис. 111-6. [c.52] Анализ данных рис. П1-8 позволяет выявить несколько предельных случаев. [c.52] Когда С , , значения Е лежат на линии AB (см. [c.53] Когда 1 С К М Ес значения Е лежат на прямом участке ВС линии AB , что соответствует достаточно продолжительному контакту газа и жидкости или достаточно быстрой реакции для выполнения соотношения (111,16). При этом QU = A Y и Е = YМ.. Скорость абсорбции здесь не зависит от времени контакта. [c.53] Если Y М El, то Е = El. Это условие соблюдается для быстро протекающей реакции, продолжительного контакта или при малой концентрации реагента. При этом вблизи поверхности происходит такое обеднение реагентом, что скорость процесса будет определяться исключительно диффузией. Здесь (см. рис. III-5) применимы уравнения (111-24) — (111,27). Значение Е отличается лишь на несколько процентов от когда У М 10 ,-. [c.53] Пример 111-4. Реакция псевдопервого порядка с оценкой повышения температуры]. [c.54] Двуокись углерода ири 1 атм взаимодействует с раствором, содержащим 1 моль/л КаОН при 20 С. Pa твopи гo ть СО2 можно принять равной З-Ю . ноль см -атм), а ее коэффициент диффузии в растворе 1,5-10 см- сек. Константу скорости реакции между СО2 и ОН в растворе принять равной Ю л (моль-сек). В течение какого промежутка времени взаимодействие газа и жидкости можно рассматривать как реакцию псевдопервого порядка Построить график зависимости количества абсорбированной СО2 от времепи контакта для этого периода. Вычислить повышение температуры на поверхности к концу этого периода. Теплоты абсорбции и реакции принять равными соответственно 4760 и 1500 кал моль. Температуропроводность воды составляет около 1,46-10 см сек. [c.54] Действительные условия, таким образом, менее строги, чем предполагалось. Далее, как установлено выше, абсорбция может быть описана уравнениями для реакции первого порядка с ошибкой не более 10%, когда 1 1 Л т. е. [c.54] Такое изменение температуры, вероятно, не отразится заметно на результатах представленных выше расчетов. [c.55] О поведении рассматриваемых систем можно сделать следующие выводы. [c.55] Когда у k B t стремится к бесконечности (при постоянном 2, /к, п) система приближается к условиям, характерным для бесконечно быстрой реакции обоих газов. Как показано ниже, в этом случае можно использовать аналитическое решение. [c.55] Если оба газа имеют одинаковые коэффициенты диффузии и константы скорости реакции, то они ведут себя неразличимо. Сумма скоростей абсорбции А и Лц такая же, какая была бы при абсорбции одного газа концентрации у поверхности (Л1 + Лц), реагирующего с В по реакции второго порядка. Она может быть определена методами, изложенными выше. При этом скорости абсорбции Л, и ЛII можно получить умножением найденной комбинированной скорости на Л 1/(Л1 + Л ,) и Лп/(Л1 + Ли) соответственно. [c.56] В общем случае присутствие А снижает скорость абсорбции Лц и наоборот. Можно сильно переоценить скорость абсорбции каждого газа из их смеси, если некритически использовать для расчетов экспериментальные данные по абсорбции лишь одного из них. [c.56] Вернуться к основной статье