Жидкости абсорбция газов,

Растворимость газов в жидкости зависит от давления газа над жидкостью и поверхности контакта фаз. С повышением температуры растворимость газа уменьшается и при прочих равных условиях растворенный газ будет выделяться (десорбироваться) из раствора. Поэтому абсорбцию газа стараются вести при избыточном давлении и более низкой температуре, десорбцию же осуществляют при минимальном давлении и более высокой температуре. [c.127]

Кинетику превращений в системе жидкость (газ) — жидкость рассмотрим на примере абсорбции газа жидкостью с одновременной химической реакцией, считая, что реакция проходит только в жидкой фазе. До сих пор для количественного описания таких превращений широко используется пленочная теория Льюиса и Уитмена. Согласно этой теории, по обе стороны межфазной поверхности газ —жидкость существуют ламинарные пограничные пленки. Несмотря на то, что пленочная теория гидродинамически обоснована только для газа, она проста и удобна в применении. Предполагается, что вне пределов пограничных плепок изменения концентраций реагентов в направлении, перпендикулярном к межфазной поверхности, отсутствуют, а на поверхности контакта фаз между концентрациями абсорбируемого компонента в жидкости и в газе устанавливается динамическое равновесие. В состоянии такого равновесия зависимость между парциальным давлением газообразного компонента и его концентрацией в жидкой фазе выражается законом Генри. Принятая модель процесса используется при изотермических условиях его проведения. [c.250]

Рис. 11-15. Абсорбция газа жидкостью, осложненная химической реакцией.

Абсорбируемый газ. Концентрация растворенного газа в жидкости первоначально одинакова и при любом д равна А . В момент времени t = О концентрация растворяемого газа у поверхности жидкости (д = 0) изменяется до А, и в дальнейшем это значение поддержи вается постоянным. На расстоянии, достаточно удаленном от по верхности (чтобы там не происходило никаких изменений под влия нием диффузии компонентов от этой поверхности или к ней), т. е при л = оо, концентрация растворенного газа остается равной А Скорость абсорбции газа определяется, как видно из уравнения (1,1) градиентом концентрации а газа А у поверхности [c.24]

К колонным и башенным аппаратам в химической технологии относят в основном оборудование для процессов взаимодействия между жидкостью и газом (ректификация, абсорбция и мокрая очистка газов), жидкостью и жидкостью (экстракция) и газом и твердым телом (адсорбция). Особое положение занимают реакторы колонного типа, рассмотренные в ч. II. [c.136]

Последняя строка табл. 11-2 относится к случаю, когда скорость диффузии определяет общую скорость процесса. Такой случай, возможный, например, при реакции газа с жидкостью (абсорбция газа жидкостью, осложненная химической реакцией, — рис. 11-15), [c.214]

Абсорбция газа жидкостью с химической реакцией сжигание жидкого горючего реакция с участием двух несмешивающихся жидкостей [c.243]

Учитывая, что при химической абсорбции А/ С 1 и сопоставлении уравнений (7.21) и (7.24), видим что в процессе химической абсорбции для достижения того же извлечения требуется большее число единиц переноса. По-видимому, это вызвано те м, что одно и то же количество газа должно быть растворено в меньшем количестве жидкости (Л1 < С 1). Преимущество процесса химической абсорбции заключается в том,что требуются колонны намного меньшего диаметра вследствие низкого расхода жидкости. Тем более, возможность прямоточной подачи позволяет поддерживать более высокие скорости жидкости и газа, которые приводят, в свою очередь, к снижению необходимого диаметра колонны и более высоким значениям/г а. Также следует отметить, что процессы химической абсорбции привлекательны потому, что во многих случаях физическая растворимость газа настолько мала, что процесс физической абсорбции в насадочной колонне практически не выполним из-за необходимости поддерживать высокое отношение объемов жидкости к объемам газа. [c.83]

Для обеспечения безопасности работы отделения абсорбции и ректификации оснащают средствами сигнализации, оповещающими персонал об отклонении от заданных параметров температуры жидкости и газа, поступающих на абсорбцию, количества подаваемого абсорбента, уровня жидкости в скрубберах, количества подаваемого сырья в ректификационную колонну, температуры в верхней и нижней частях ректификационной колонны, величины вакуума в колонне, pH кубовой жидкости и др. [c.83]

Большинство важнейших процессов химической технологии в гетерогенных системах проходят по сложному механизму, например абсорбция газов жидкостью, контактные реакции, реакции между твердым телом и жидкостью и т. д. [c.348]

Абсорбция — это процесс поглощения газа или пара жидким поглотителем (абсорбентом), абсорбер — аппарат, в котором этот процесс происходит. Наиболее широко для абсорбции применяют насадочные колонны. Это полые цилиндрические аппараты, в которые загружают насадочные тела различной формы, обеспечивающие развитую поверхность контакта между жидкостью и газом. Газ подводят снизу под слой насадки, а жидкость подается на насадку. [c.107]

Более новая теория, называемая пенетрационной (обновления поверхности), основана на предположении о неустановившемся характере абсорбции газа элементом жидкости на межфазной поверхности. Такой элемент по истечении некоторого времени заме- [c.250]

В противотоке проводятся также химические реакции, когда реагенты содержатся в разных фазах. Примером могут служить процессы экстрагирования какого-либо компонента из твердой фазы или абсорбция газа жидкостью, осложненные одновременной химической-реакцией. Проведение реакций в противотоке выгодно с точек зрения термодинамической, кинетической (стр. 357), а также связанной с использованием реагентов в избытке. [c.363]

Необходимость применения принципа технологической соразмерности может быть показана на примере процесса абсорбции газа жидкостью с одновременной сильно экзотермической реакцией. В этом случае развитие поверхности соприкосновения фаз, к которому обычно стремятся при проведении процессов такого типа, целесообразно только в определенных пределах. При возрастании скорости абсорбции увеличивается количество теплоты, выделяемой в единице объема аппарата, а следовательно, повышается температура системы (рис. 1Х-73,а). Вследствие увеличения температуры возрастает равновесное давление газа над жидкостью ро (рис. 1Х-73, б) и уменьшается движущая сила процесса р — ро-Таким образом, процесс будет протекать вдали от состояния равновесия. Изменение величины движущей силы с повышением температуры представлено на рис. 1Х-73, в. Скорость абсорбции возрастает с развитием поверхности соприкосновения фаз и увеличением температуры в соответствии с зависимостями, рассмотренными в разделе УИ1. Резюмируя, можно утверждать, что существует оптимальная величина поверхности соприкосновения фаз для определенных условий отвода теплоты Из системы при данном тепловом эффекте реакции, обеспечивающая максимальную скорость процесса (рис, 1Х-73,г). [c.422]

Критерий подобия скоростей абсорбции можно вывести из уравнения массообмена со стороны жидкости или газа. Для газовой фазы [c.457]

Основные вопросы химической технологии включают физические процессы (гидро- и аэродинамические при транспортировании, смешении жидкостей и газов), процессы передачи тепла, диффузионные процессы — фракционирование, абсорбция, адсорбция, экстракция [c.11]

В системе I (газ + газ) проводят высокотемпературные химические процессы, для которых применяют змеевиковые 2 и контактные аппараты 1 и конвертеры различных систем, а также процессы газоочистки, для которых используют газоочистительные аппараты 3. В системе И (газ-f жидкость) производят ректификацию, абсорбцию, мокрую газоочистку, а также многие химические реакции. Прн этом применяют колонные 4 и башенные аппараты с устройствами, обеспечивающими хороший контакт между жидкостью и газом. Для газов, хорошо растворимых в жидкости, когда достаточна небольшая поверхность контакта, процесс проводят в простейших аппаратах барботажного типа 5 или в поверхностных абсорберах 6. В системе III (жидкость + жидкость) осуществляют физико-химические и различные химические процессы. Для этого применяют емкостные аппараты с мешалками 7 или без них и аппараты змеевикового типа 8. Для обработки взаимно нерастворимых жидкостей с различным удельным весом иногда используют аппараты колонного типа с противоточным движением жидкостей. Сепарацию проводят в сепараторах центробежного типа 9. [c.5]

Автор не стремился к чрезмерно глубокому анализу проблем гидродинамики и реакционной кинетики, хотя и те и другие рассматриваются в книге в той мере, в какой это необходимо применительно к интересующему вопросу. Основное же внимание уделено центральной теме — влиянию химических реакций на скорость абсорбции газов жидкостями и на размеры промышленных и лабораторных аппаратов для проведения абсорбционных процессов. [c.9]

Эта книга посвящена рассмотрению химического взаимодействия между газами н жидкостями. Такое взаимодействие происходит при абсорбции газа раствором, в котором содержится вещество, реагирующее с этим газом. Иногда растворяющийся газ реагирует и непосредственно с самим растворителем. Процессы абсорбции, сопровождающиеся химическим взаимодействием, широко используются в химической промышленности как для очистки газовых смесей, так и для получения соответствующих продуктов реакций. Примеры некоторых промышленно важных процессов приведены ниже. [c.16]

Газожидкостные реакции, рассматриваемые в этой книге, могут протекать лишь по мере абсорбции газа жидкостью, которая связана с диффузией газа в жидкость от поверхности фазового раздела. Поэтому процесс диффузии является центральным при рассмотрении газожидкостных реакций. [c.21]

Таким образом, при первоначальном соприкосновении жидкости и газа скорость абсорбции бесконечна и уменьшается со временем. Количество газа Q, абсорбированного единицей поверхности за время I, равно [c.44]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АБСОРБЦИИ ГАЗОВ НЕПОДВИЖНЫМИ ЖИДКОСТЯМИ [c.77]

Несколько необычная задача диффузии и реакции — абсорбция газа жидкостью, стекающей под действием силы тяжести над твердой каталитической поверхностью, где реагирует абсорбированный газ —была рассмотрена Астарита [18]. Ясно, что это процесс химической абсорбции. Он может приводиться только в режиме медленной реакции, которая протекает на поверхности жидкость — твердое тело в отсутствии влияния концентрационного гра- [c.116]

Проведение экспериментальных исследований абсорбции газов жидкостями в условиях, когда последние могут рассматриваться как неподвижные жидкости бесконечной глубины, преследует различные цели [c.77]

При абсорбции газа в сосудах с жидкостью, имеющей горизонтальную, поверхность, на скорость процесса обычно оказывают влияние конвективные токи в жидкости, возникающие, например, из-за изменения температуры. Кроме того, если раствор газа имеет большую плотность, чем сам растворитель (например, при абсорбции СОа водой), система будет неустойчивой, и в любом случае через короткое время после начала контакта начнутся конвективные перемещения. Однако Харвей и Смит путем интерферометрических наблюдений за диффузией СОа в воду показали, что в течение нескольких первых секунд жидкость практически может считаться неподвижной. [c.77]

Совместное решение уравнений (111,8), (IV,И) и (IV, 12) приводит к следующему выражению для скорости абсорбции газа (в отсутствие реакции) струей жидкости [c.86]

V-1-3. Модели обновления поверхности. В этих моделях в качестве основы принимается замещение элементов жидкости у поверхности, происходящее через некоторые промежутки времени, жидкостью из глубинных слоев, которая имеет локальный состав, отвечающий среднему составу основной массы. Пока элемент жидкости находится у поверхности и соприкасается с газом, абсорбция газа жидкостью, т. е. проникновение, или пенетрация, вглубь этого элемента проходит при таких условиях, как если бы он был неподвижен и имел бесконечную глубину . При этом скорость абсорбции R является функцией времени экспозиции элемента и будет определяться выражением, аналогичным полученному в главе III. В целом эта скорость вначале велика, или равна бесконечности, и уменьшается со временем. [c.103]

Скорость абсорбции газа соответствует суммарной скорости, с которой от поверхности жидкости диффундирует прореагировавший и непрореагировавший газ, т. е. [c.133]

В случае физической абсорбции или медленной реакции, когда Р = кц А — Л ), скорость абсорбции выражается приведенными выше уравнениями (V, 168)—(V, 171) при подчинении системы закону Генри. Если же этот закон не соблюдается, то значения р,- и Л при заданных концентрациях в массах жидкости и газа и известной величине отношения кд/к легко могут быть найдены с помощью хорошо известного графического метода . [c.148]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АБСОРБЦИИ ГАЗОВ ПЕРЕМЕШИВАЕМЫМИ ЖИДКОСТЯМИ НА ЛАБОРАТОРНЫХ МОДЕЛЯХ [c.175]

Указанная выше область изменений позволяет рассматривать дисковую колонну в качестве подходящей модели насадочных аппаратов. В то же время ее главный недостаток заключается в том, что состав жидкости, а возможно и газа, может заметно изменяться по длине дискового ряда. Это не дает возможности непосредственно определять скорость абсорбции при каждом данном составе жидкости и газа. [c.177]

Экспериментальные данные по массоотдаче в стекающих пленках жидкости обсуждаются в главе 6. Эти данные охватывают результаты, полученные при исследовании испарения чистых жидкостей, абсорбции газа пленкой и массоотдачи между жидкостью и твердой стенкой. [c.95]

Приведем также для примера аналитическое решение уравнения (6-53), которое описывает конвективный поток совместно с диффузией. Этот случай очень важен, например для абсорбции газа жидкостью на орошаемой стенке или для таких случаев, как контактирование газа с тонкой пленкой равномерно стекаюш ей жидкости. Согласно рис. 6-6, примем в первом приближении, что скорость Уо конвективного потока постоянна по всему поперечному сечению колонны. Концентрация абсорбируемого компонента на границе жидкости, где координата х = О, составляет Сд, а при X — оо равна концентрации [c.72]

В работе [377] был рассмотрен метод расчета абсорбции газа в полом скруббере, учитьшающий дисперсность распыла орошающей жидкости. При этом не учитьшалась коагуляция капель, их осаждение на стенки аппарата. Предполагалось, что капли движутся вертикально с установившейся постоянной скоростью, зависящей от диаметра капли, и что растворимость абсорбируемого газа подчиняется закону Генри. Методика расчета позволяла учесть и различия в скоростях движения отдельных фракций, и долю каждой фракции в распыле. [c.252]

Абсорбция газов жидкостями, с которыми они химически взаимодействуют, весьма широко распространена в химической технологии и часто встречается в различных областях экспериментальной науки. В этой области выполнено много экспериментальных и теоретических работ, но сделано мало попыток достаточно полного обобщения полученных результатов в виде монографий или учебников. Краткому изложению проблем абсорбции с химической реакцией посвящены соответствующие разделы книг Перри, Шервуда и Пиг-форда, Нормана и некоторых других. Однако единственной изданной до сих пор книгой, почти целиком посвященной этому вопросу, является превосходная по ясности изложения монография Дж. Астарита . [c.9]

Тамман и Джессен измеряли скорости абсорбции различных газов водой для определения коэффициентов диффузии, устранив конвекцию путем отвердения жидкости при добавлении к ней агар-агара. Однако такие добавки, превращающие жидкость в студень, могут, согласно Куинну и Блейру сами по себе воздействовать на ди4к )узионный процесс или на реакции, сопровождающие абсорбцию газа. Поэтому лучше не вносить дополнительные неясности, связанные с их использованием. [c.77]

Если Q 1) выражает количество газа, абсорбированного единицей поверхности за время контакта то средняя скорость абсорбции за это время равна Q 1)И. Так как общая площадь поверхности жидкости, экспонируемой газу, составляет лйк, то общая скорость абсорбции д (в моль1сек) пленкой связана с Q ( ) соотношением [c.79]

Условия проведения ироцесса абсорбции, рассмотренные в главах III и IV и предусматривающие неподвижность жидкости и перенос растворяемого газа лишь за счет молекулярной диффузии, не типичны ни для работы промышленных абсорберов, ни для многих лабораторных установок. В настоящей главе будет рассмотрена абсорбция газов перемешиваемыми жидкостями, при которой растворенный газ транспортируется конвектибно от поверхности вглубь основной массы жидкости. Перемешивание жидкости может осуществляться по-разному. Вот некоторые распространенные его механизмы. [c.98]

Отметим также, что вместо расчетов такого типа, какие представлены в этой главе, можно провести лабораторные опыты по измерению скорости абсорбции R единицей поверхности раздела жидкости и газа с использованием полученной информации для расчета процесса без привлечения данных о реакционной кинетике (см. главу VII, а также раздел VIII-1-4). [c.108]

Уравнения, полученные в главах III и V, относятся к процессам, протекающим в диффузионной пленке близ поверхности жидкости. Именно эти процессы и определяют обычно скорость абсорбции. Но диффузионная пленка граничит с основным объемом, или массой жидкости, или органически входит в этот объем (если использовать представления соответственно пленочной модели и моделей обновления поверхности), значит состав массы жидкости является одним из граничных условий, определяющих перенос и химическое взаимодействие в пленке. Однако состав массы жидкости зависит от процесса абсорбции, поэтому целью настоящей главы является исследование взаимосвязи между этим составом и абсорбцией газа в различных случаях. При этом необходимо различать периодические, или беспроточные, и непрерывные, или п р о т о ч -н ы е, процессы абсорбции. В периодических процессах состав массы жидкости в абсорбере постоянно изменяется по мере абсорбции газа. В непрерывных процессах, характеризуемых постоянными и одинаковыми расходами жидкости на входе и выходе из абсорбера, такого изменения состава во времени нет при условии неизменности состава питающих аппарат потоков взаимодействующих в нем жидкости и газа. [c.153]

Возможно использование моделей, описанных в главе IV, в которых каждый элемент поверхности жидкости экспонируется газу до замены его жидкостью из основной массы в течение одинакового промежутка времени 0. В таких установках точно моделируется механизм абсорбции, постулируемый моделью Хигби. При этом, еслн коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для газа с коэффициентом диффузии О А равен то продолжительность экспозиции в модели должна быть 40А1(пк1). Колонны с орошаемой стенкой, обеспечивающие продолжительность контакта порядка 0,5 сек, подходят для моделирования насадочных колонн, а ламинарные струи с контактом, равным нескольким тысячным секунды, — для моделирования барботажных тарелок. [c.176]