ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проточные абсорберы из "Газожидкостные реакции" Следовательно, коэффициент киО. может быть вычислен при известных значениях А, и т по экспериментально найденным величинам Л или Яа. С другой стороны, зная к а и Л, можно определить скорость абсорбции при определенных значениях т и Л,-. [c.155] Значит среднее время пребывания жидкости т, выражающее отношение количества жидкости на тарелке к ее расходу, не должно превышать 22,5 сек. [c.155] Соответствующие условия для реакций других типов легко получаются таким же путем. [c.155] Разумеется, приведенная зависимость может быть распространена и на большее число реагентов. [c.156] При изучении кинетики реакции по экспериментально найденной величине к а и известному значению А можно вычислить значения Л , В и г Л , В , а значит найти зависимость г от Л и В . С другой стороны, проектируя абсорбер, можно рассчитать скорость абсорбции, если известны к а, А и г (в виде функции от Л и В ). [c.156] Это и есть необходимое и обычно достаточное условие практического отсутствия превращения растворенного газа в пленке. [c.157] Значит условие (VI, 14) не выполняется, и в пленке будет реагировать заметное количество абсорбируемого кислорода. Скорость абсорбции поэтому будет выше чем ки (Л — Л ). [c.157] В таких условиях коэффициент массоотдачи достаточно велик, чтобы поддерживать жидкость практически насыщенной растворенным газом, несмотря на его удаление с жидким потоком и в результате реакции протекающая реакция поэтому фактически гомогенна. Левая часть неравенства (VI, 15) выражает соотношение между толщиной пленки и объемом жидкости, имеющим единичную площадь межфазной поверхности. В случаях, представляющих практический интерес, к ( не намного меньше единицы. Тогда условие (VI, 15) просто отражает очевидное требование если жидкость равномерно насыщена газом, то для того, чтобы количество газа, подвергшееся реакции в пленке, было значительно меньше его количества, реагирующего в объеме жидкости, объем пленки должен быть намного меньше объема всей жидкости. [c.158] Данквертс и Мак Нэйл экспериментально определили к а для барботажной тарелки диаметром 15 см ири абсорбции СОз из воздуха карбонат-бикарбонатным буферным раствором в следующих условиях (состав жидкости относится к условиям на тарелке) температура 18 °С давление 775 мм рт. ст.-, У= 2000 сж -и = = 5,66 смУсек, расход газа 7000 см 1сек содержание СО во входящем газе 10 мол. % В = 0,28 моль/л Р = 0,54 моль/л общая скорость абсорбции Яа У= 0,67 X X 10 моль/сек, СОд = 0,28 моль/л НСО ] = 0,54 моль/л. [c.158] Можно принять следующие физико-химические параметры (см. раздел Х-1) йон= 10 л/ моль-сек) Кш = 1,1-Ю-1 (моль/л) К = 1,6-10-1 моль/л К = = 1,1-10- моль/л О А = 1,4-10- см /сек растворимость двуокиси углерода 3,22х X 10 моль/ см атм). [c.158] Чтобы проверить, можно ли пренебречь превращением СО2 в пленке, пренебрежем обратимостью реакции в пленке и примем в расчет лишь прямую реакцию. Таким образом мы получим заведомо завышенное количество прореагировавшей в пленке СОа. [c.159] Значит, согласно условию (VI,13), превращением в пленке можно пренебречь. Следовательно, концентрация ионов карбоната, бикарбоната и гидроксила в пленке такова же, что и в массе жидкости, поэтому реакция имеет псевдопервый порядок. [c.159] С помощью методов, изложенных в главе IX, можно показать, что сопротивление со стороны газовой фазы в рассмотренных условиях опыта было незначительным. [c.159] Заметим также, что Данквертс и Мак Нэйл 1 пренебрегли в своих расчетах концентрацией непрореагировавшей двуокиси углерода в массе жидкости и получили значение ки, занихсенное на 30%. [c.159] Значит, если известно значение А, величина к а может быть найдена прямо по скорости абсорбции, без точного знания скорости реакции, протекающей в растворе. [c.160] Если величина к а слишком велика, значение Л приближается к Л, и жидкость при физической абсорбции практически насытится газом еще до того, как выйдет из реактора. Тогда точно определить нельзя. [c.160] Простое уравнение (VI, 16) справедливо, разумеется, только если реакция необратима или практически не отличается от необратимой. Например, в условиях, рассмотренных в примере VI-4, реакцию можно считать практически необратимой, потому что равновесная концентрация двуокиси углерода в массе жидкости составляла 0,15/3,22, т. е. лишь около 5% от концентрации насыщения. Однако, условия, выраженные неравенством (VI, 19) не выполнялись, так как реакция не была достаточно быстрой, чтобы поддерживать концентрацию свободной СОа в массе жидкости близкой к равновесному значению. [c.161] Как уже говорилось, в данной главе рассматриваются лишь случаи, когда толщина пленки o значительно меньше объема жидкости, приходящегося на единицу межфазной поверхности. На. Объем основной массы жидкости, соответствующий единице поверхности равен (1/а — б) = 1/а. При таких условиях существенной особенностью быстрых реакций (в используемом здесь смысле) является то, что концентрация непрореагировавшего газа в массе жидкости пренебрежимо мала или почти не отличается от равновесной (соответственно для необратимых или обратимых реакций). Покажем это применительно к общему случаю. [c.162] Объем пленки значительно меньше объема жидкости, т. е. [c.162] Если значение т не велико, то Л будет намного меньше Л. При нашем рассуждении к тому же не принимали во внимание удаление растворенного газа потоком жидкости, что делает полученный вывод еще более надежным применительно к проточным абсорберам. [c.162] Вернуться к основной статье