Сопротивление диффузионное в газовой фазе при абсорбции

Для получения кинетических зависимостей, описывающих массообмен в газовой фазе, применяли два метода определения диффузионных сопротивлений в газовой фазе 1) метод, основанный на зависимости hoy от комплекса mG L 2) метод, основанный на сравнении данных по водной и сернокислотной абсорбции аммиака [246, 247]. [c.130]

Обычно принимается (или подразумевается), что протекающая реакция достаточно быстра, чтобы концентрация растворенного кислорода в основной массе жидкости поддерживалась равной нулю, и в то же время достаточно медленна, чтобы реакцией кислорода в диффузионной пленке можно было пренебречь. При таких обстоятельствах скорость поглощения кислорода единицей-объема раствора должна быть равной k a A, где а — межфазная поверхность в единице объема жидкости (в этих опытах сопротивление в газовой фазе пренебрежимо мало), и результаты экспериментов по абсорбции могут служить для определения k a. Условия, необходимые для выполнения обоих допущений, обсуждаются в разделе VI-1-2. [c.255]

Другая предельная ситуация (сю сго), соответствующая случаю физической абсорбции, позволяет линеаризовать первое уравнение в (5.14). Аналогичный результат получается и в случае очень медленной химической реакции (/(1 0). В противоположной ситуации Ку- оо) диффузионным сопротивлением в жидкости можно пренебречь по сравнению с сопротивлением в газовой фазе, которое в этом случае необходимо учитывать. Исключением являются такие случаи, когда лимитирующей стадией процесса является диффузия веществ А2 и Аз. [c.80]

Массообмен изучался в условиях десорбции СОг из воды в воздух (основное диффузионное сопротивление массообмену сосредоточено в жидкой фазе), абсорбции NHз водой из газо-воздушной смеси (сопротивление массообмену сосредоточено в газовой фазе), абсорбции ЗОг водой из газо-воздушной смеси (диффузионное сопротивление массообмену соизмеримо по фазам). [c.45]

Предложено математическое описание изотермического процесса противоточной абсорбции, осложненной необратимой химической реакцией второго порядка в жидкой фазе. Это описание учитывает режим работы и распределение концентраций по высоте аппарата. Принято, что 1) диффузионное сопротивление в газовой фазе крайне мало 2) продольное перемешивание газа и жидкости может быть описано с помощью диффузионной модели 3) приведенные скорости газа и жидкости постоянны по высоте аппарата. Мгновенные значения коэффициентов массопередачи при хемосорбции представлены на основе пленочной теории. При рассмотрении бесконечно малого элемента абсорбера составлены его материальные балансы по общей концентрации компонента в газовой и жидкой фазах. Полученные системы дифференциальных уравнений решены для случая незначительного продольного перемешивания потоков. В частности, для режима, в котором скорость абсорбции зависит от константы скорости химической реакции, решение системы имеет вид [c.96]

При расчете процесса абсорбции СОз раствором МЭА под давлением необходимо учитывать сопротивление в газовой фазе, особенно в верхней части аппарата, где хемосорбция протекает в кинетической области. В средней части абсорбера М / , в нижней части режим работы соответствует диффузионному. При увеличении степени карбонизации насыщенного раствора до а 0,5 и выше коэффициент массопередачи в нижней части абсорбера примерно равен коэффициенту массопередачи при физической абсорбции (стр. 102 сл). [c.117]

Скорость абсорбции в ламинарных жидких пленках, контактирующих с ламинарным газовым потоком, существенно зависит от гидродинамических параметров газового потока. В случаях когда диффузионные сопротивления в обеих фазах сравнимы между собой, следует учитывать условие непрерывности потока массы на границе раздела (см. уравнение (4.5)). Кинетическое уравнение абсорбции имеет вид (4.10), где коэффициенты массоотдачи в фазах определяются уравнениями (4.12). Таким образом, в этом случае нужно решать уравнение диффузии в каждой из двух фаз. [c.92]

Из теории абсорбции известно, что для трудно растворимых газов, каким является кислород, диффузионным сопротивлением в газовой фазе можно пренебречь по сравнению с диффузионным сопротивлением в жидкой фазе. Пренебречь также можно диффузионным сопротивлением транспорта кислорода в жидкости к клеточной стенке. С учетом этого уравнение массопередачи для абсорбции кислорода культуральной средой можно записать в виде [c.141]

Абсорбция хорошо и плохо растворимого газа представляет собой два экстремальных случая массообмена относительно распределения диффузионных сопротивлений между фазами. В первом из них все диффузионное сопротивление сосредоточено в газовой фазе, а во втором — в жидкой фазе. Как будет показано ниже, закономерности протекания массообмена при абсорбции и ректификации настолько близки, что практически могут быть описаны одними и теми же уравнениями. Это означает, что коэффициенты массопередачи при абсорбции хорошо и плохо растворимых газов и их зависимости от основных параметров процесса могут быть использованы для расчета [c.80]

Если применительно к жидкой фазе указанный метод может быть реализован без особых затруднений с использованием классической системы СО —HjO, у которой около 99% всего диффузионного сопротивления массообмену сосредоточено в жидкой фазе [2], то применительно к газовой фазе такую систему подобрать труднее. Даже при абсорбции аммиака водой, как было показано рядом исследователей, в некоторых случаях до 40% полного диффузионного сопротивления сосредоточено в жидкой фазе, что вынудило некоторых авторов проводить изучение массообмена в газовой фазе на процессах абсорбции паров воды [3] или хемосорбции аммиака неорганическими кислотами 4], а также в условиях испарения чистых жидкостей в токе инертного газа. [c.81]

Дополнительным подтверждением сделанного вывода служат графики на рис. П-42, построенные по экспериментальным данным, полученным при абсорбции аммиака водой в закритической области (i/= 18,85 м/с) для различных нагрузок по газовой фазе (нижний график). Прямая // на рисунке построена на основании расчета Ру по уравнению (11.60). Точки, лежащие на этой прямой, соответствуют значениям р ,, которые были определены по экспериментальным данным Коу при водной абсорбции аммиака также с учетом диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы. Хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений Ру также свидетельствует о том, что при i/> i/крит кинетика массоотдачи в газовой фазе описывается уравнением (11.60). [c.111]

Скорость абсорбции зависит от скорости химической реакции и изменяется в широких пределах, начиная со скорости физической абсорбции, лимитируемой диффузионным сопротивлением жидкой фазы (скорость прямой реакции равна нулю), проходя через скорость необратимой абсорбции (скорость прямой реакции отлична от нуля) и достигая скорости абсорбции, лимитируемой диффузионным сопротивлением газовой фазы. Следовательно, скорость химической реакции в жидкой фазе существенно влияет на механизм абсорбционного процесса. [c.105]

На поверхности соприкосновения газовой и жидкой фаз скорость абсорбции ограничивается установлением равновесия. Путем интенсивного перемешивания обеих фаз можно сдвинуть равновесие между ними и снизить диффузионное сопротивление в обеих фазах. Одним из таких методов является установление барботажного режима абсорбции окислов азота, главным образом в абсорбционной колонне с ситчатыми тарелками. [c.143]

При изучении хемосорбционных процессов следует совместно рассматривать закономерности массопередачи и химической кинетики, так как скорости диффузионных этапов и химических стадий могут быть сопоставимы. Поэтому количественная характеристика хемосорбционных процессов связана со многими дополнительными факторами. Реакция в жидкой фазе понижает концентрацию поглощаемого газового компонента в жидкости, что увеличивает движущую силу процесса и ускоряет его по сравнению с физической абсорбцией. Увеличение общей скорости процесса тем больше, чем выше скорость реакции в жидкой фазе. В соответствии с этими особенностями при количественном выражении хемосорбционных процессов обычно вводятся поправки к величине движущей силы или коэффициента массопередачи, которые характеризуют равновесие и скорость реакции в жидкой фазе. При значительных скоростях реакции сопротивление жидкой фазы становится пренебрежимо малым. Наоборот, при медленной реакции ускорение процесса также мало и им можно пренебречь, рассматривая процесс как физическую абсорбцию. Движущую силу абсорбционных процессов наиболее точно можно выразить следующим образом [см. формулу (VI.14)] [c.161]

При обработке экспериментальных данных по массопередаче в газовой фазе для условий абсорбции аммиака водой получено уравнение, учитывающее диффузионное сопротивление в жидкой фазе [c.37]

Поглощение аммиака и СО 2 рассолом является сложным хемо-сорбционным процессом. Аммиак относится к хорошо растворимым газам, скорость абсорбции которых велика и определяется лишь диффузионным сопротивлением газовой пленки [32]. Двуокись углерода плохо растворяется в воде, скорость абсорбции Oj рассолом мала и определяется сопротивлением жидкостной пленки. В присутствии аммиака процесс поглощения СОа осложняется обратимой химической реакцией, протекающей в жидкой фазе [33]. Кроме того, в присутствии аммиака заметно снижается равновесное давление СО2 над рассолом. Так, над выходящим из абсорбера,аммонизированным рассолом, содержащим 100 н. д. NHg, равновесное давление СО 2 при 70 °С составляет 8 мм рт. ст. В газе дистилляции, поступающем на абсорбцию, парциальное давление СО 2 равно примерно 100 мм рт. ст. Большая движущая сила абсорбции обеспечивает достаточно высокую скорость поглощения СО 2 аммонизированным рассолом. [c.62]

Предложен метод расчета коэффициентов массоотдачи в процессах абсорбции с учетом трех диффузионных сопротивлений (газовой фазы, межфазной поверхности и жидкой фазы). Метод основан на использовании уравнения аддитивности [c.38]

В настоящей -работе приведены результаты исследования процесса абсорбции в условиях противоточного движения фаз в лопастном роторном абсорбере. При проведении опытов использовались газы, имеющие различную растворимость в абсорбенте. Это позволило изменять соотношение диффузионных сопротивлений в газовой и жидкой фазах. Исследование массообмена проводилось на системах СОг — вода, ЗОг — вода, ЫНз — вода, МНз — раствор серной кислоты в одноступенчатом лопастном абсорбере. [c.46]

В ам.миачном производстве при подготовке конвертированного газа к синтезу значительное место занимает очистка его от двуокиси углерода. В практике водной абсорбции СОг, как правило, используют скрубберы с насадкой из колец Рашига, работающие под давлением 10—30 ат. При этом диффузионные сопротивления в жидкой н газовой фазах соизмеримы соответственно этому при расчете эффективности процесса необходимо знать величины частных коэффициентов массоотдачи для каждой фазы. [c.95]

Диффузионная область, где скорость реакции настолько велика, что зона ее становится бесконечно малой и совпадает с поверхностью контакта фаз. При этом сопротивление массопере-даче полностью сосредоточено в газово фазе и скорость процесса рассчитывается как скорость физической абсорбции легкорастворимого газа с нулевой равновесной концентрацией поглощаемого комнонента в жидкости. [c.62]

Для водной абсорбции СО а используют, как правило, скрубберы с насадкой из колец Рашига, работающие под давлением 10—30 ат. В таких условиях диффузионные сопротивления в жидкой и газовой фазах соизмеримы соответственно этому при расчете кинетики процесса необходимо знать коэффициенты массоотдачи для газовой ( 3,.) и жидкой (Р фаз. [c.67]

С этой целью была изучена абсорбция аммиака раствором соляной кислоты, поскольку в данной системе все диффузионное сопротивление сосредоточено в газовой фазе (см. рис. 6, кривая 2). Используя уравнение аддитивности фазовых сопротивлений массопередачи (1), определяли высоты единиц переноса в жидкой фазе. [c.133]

Средняя по толщине пленки концентрация целевого компонента определяется из решения задачи нестационарной массопроводности для случаев абсорбции 80 водой и растворами гидрооксидов и солей. Абсорбция 80 этими абсорбентами протекает в диффузионно-кинетической области, поэтому общее сопротивление массопереносу определяется диффузионным сопротивлением в газовой и жидкой фазах, т.е. задачу нестационарной гетерогенной диффузии следует рассматривать при граничных условиях третьего рода. При некоторых же условиях проведения абсорбции 80 водой (высокая концентрация 80 в газовом потоке или орошающей жидкости) внешним (по отношению к жидкости) диффузионным сопротивлением можно пренебречь, и тогда приемлемые результаты дает решение задачи при граничных условиях первого рода. Математическая формулировка этой задачи включает [c.255]

В химической технологии большое значение имеют процессы диффузионного обмена веш еством между фазами. Сюда относятся с одной стороны перегонка (ректификация) жидких смесей,с другой, — процессы абсорбции (поглощения газов жидкостями) и экстракции (переноса вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами). Перегонка представляет собой многократное повторение процессов испарения и конденсации при переменном составе жидкой смеси. Поглощение газа жидкостью подобно процессу конденсации, с той лишь разницей, что к диффузионному сопротивлению газа добавляется диффузионное сопротивление конденсированной фазы. Если абсорбция не сопровождается медленными химическими реакциями, то на поверхности устанавливается равновесие между концентрациями диффундирующего вещества в газовой и жидкой фазах. При стационарном протекании процесса он может быть описан моделью двух пленок газовой и жидкой. Как и всегда в подобных случаях, действует закон сложения последовательных сопротивлений [c.166]

Относительная роль этих слагаемых в разных случаях абсорбции может быть различна. Чем меньше толщина того или другого диффузионного слоя, тем меньшее сопротивление он оказывает процессу массопередачи. Для хорошо растворимых газов величина очень мала по сравнению с и скорость абсорбции здесь практически зависит только от величины г . Наоборот, для малорастворимых газов г уг , и процесс массопередачи определяется слагаемым т.е. диффузионным сопротивлением со стороны жидкости. В промежуточных случаях играют роль оба слагаемых. В хемосорбционных процессах массопередача осложнена химической реакцией, протекающей в жидкой фазе в зависимости от скорости этой реакции она заканчивается непосредственно у поверхности или захватывает более толстый слой жидкости. В результате этого растет г , а следовательно, увеличивается Н и уменьшается к. При умеренных скоростях газа и жидкости, принятых в современных сернокислотных башнях, можно считать, что зависит только от скорости газового потока, а —от плотности орошения насадки. С повышением скорости движения газа и жидкости возрастает степень турбулентности потока, и толщина диффузионного слоя вследствие этого уменьшается. [c.106]

В процессе абсорбции НзЗ и СО2 растворами аминов происходит резкое пзмененпе концентрацпп НзЗ в газе, что связано с быстрой (мгновенной) реакцией Н,8 с аминами. Поэтому в большинстве практических случаев скорость абсорбции НзЗ на большей высоте абсорбера контролируется диффузионным сопротивлением в газовой фазе, т.е. = (3 ,. [c.313]

В гетерогенном процессе поглощения паров воды серной кислотой диффузионное сопротивление жидкости относительно невелико, и поэтому скорость абсорбции зависит в основном от сопротивления г . Следовательно, всякая мера, направленная к повышению турбулентности газового потока (например, повышение скорости газа в башне), должна вести к уменьшению толщины пограничного газового слоя и тем самым—к интенсификации процесса массопередачи на 1 л поверхности контакта фаз. [c.187]

При изучении процесса хлорирования толуола в барботаж-ной колонне в присутствии РеСЬ показано, что абсорбция хлора толуолом лимитируется на 60% сопротивления газовой фазы. Согласно модели, описывающей процесс, первая стадия хлорирования происходит в переходном режиме от диффузионной к кинетической области. Суммарный процесс мало зависит от скорости реакции в жидкой фазе вследствие преобладания сопротивления в газовой фазе [288J. Определены гидродинамические и массообменные параметры для системы хлор — толуол в барботажном реакторе. [c.153]

Одним из средств интенсификации абсорбции является изменение температуры процесса. При этом, в зависимости от условий ускорение абсорбции может быть достигнуто или путем повышения, или путем понижения температуры. При повышении температуры уменьшаются диффузионные сопротивления у границы раздела газовой и жидкой фаз и, соответственно, возрастают частные коэффициенты массопередачи через жидкий и газовый приграничные слои — я. и кг.. Распространенное мнение, будто при повышении температуры кг. уменьшается вследствие роста толщины газового диффузионного слоя, — ошибочно. Несмотря на рост вязкости газа и увеличение эффективной толщины диффузионного слоя, при повышении температуры резко возрастает коэффициент диффузии. В то время как вязкость газов пропорциональна абсолютной температуре в степени 0.75—1, коэффициенты диффузии в газах возрастают пропорционально абсолютной температуре в степени [c.104]

Наиболее характерным примером ускорения сорбции при воздействии акустических колебаний является процесс абсорбции газа жидкостью [73]. Известно, что в этом процессе при соприкосновении жидкости и газа на поверхности раздела обеих фаз образуется жидкостная и газовая пленки. Растворимый компонент газовой смеси диффундирует сквозь газовую пленку, обедненную этим компонентом, а затем сквозь жидкую пленку, обогащенную этим компонентом. Эти пленки на границе раздела фаз создают большое диффузионное сопротивление и, как следствие этого, замедляют протекающий процесс. [c.162]

Поскольку абсорбция—процесс гетерогенный, степень поглощения окислов азота зависит от поверхности контакта между газом и кислотой. На скорость процесса абсорбции окислов азота ep oй кислотой оказывают влияние оба пограничных диффузионных сопротивления. Массопередачу через газовую фазу можно интенсиф щировать пов 1шением линейной скорости газа, массопередачу через жидкую фазу—увеличением плотности орошения башни. Большое влияние на протекание процесса абсорбции оказывает хорошее, полное смачивание насадки башен и равно-мерноэ распределение орошающей жидкости по сечению башни. [c.122]

Предварительно рассмотрим вопрос о возможности использования для исследования массоотдачи в газовой фазе данных по абсорбции аммиака водой. Использовать эту систему для изучения массообмена в газовой фазе, не учитывая при этом диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы, представляется неправильным. Необходимость такого учета показана в работах Б. А. Черткова, В. М. Рамма и Н. С. Добромысловой [165], [c.81]

Массопередача в газовой фазе. Как уже было отмечено в предыдущей главе, при водной абсорбции аммиака некоторая часть диффузионного сопротивления сосредоточена в жикой фазе, в то время как его большая часть приходится на газовую фазу. Этим и объясняется наблюдае--мое снижение hoy с увеличением скорости вращения ротора с ростом U и соответствующим повышением степени турбулизации газового потока уменьшается диффузионное сопротивление со стороны газовой фазы. В то же время, как следует из результатов опытов, hoy достаточно ощутимо зависит также и от плотности орошйНия. Зависимости hoy от Шу и п (рис. II1-2 и III-3) связаны с изменением диффузионного сопротивления со стороны газовой фазы, изменение же hoy при варьировании плотности орошения, которое прослеживается на графиках рис. III-2, может быть связано с наличием при водной абсорбции аммиака диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы. Снижение hoy с увеличением плотности орошения соответствует уравнению (II.2) при условии, что (где 0[c.130]

Шульц и Джейдн определяли взаимное влияние различной интенсивности перемешивания газовой и жидкой фаз на скорость абсорбции. Как показано на рис. 84, коэффициент абсорбции зависит только от скорости перемешивания жидкой и не зависит от интенсивности перемешивания газовой фазы. Это означает, что решающее влияние перемешивания на скорость массогереда-чи проявляется в диффузионном слое жидкой фазы, тогда как диффузионный слой газовой фазы большого сопротивления не оказывает. [c.215]

Величина Ррг — Pp=Pi характеризует диффузионное сопротивление жидкой фазы, зависящее от физико-химических и гидродинамических условий проведения процесса. Для абсорбции, сопровождающейся необратимой химической реакцией, Рр = 0 и Ppi = Pi. Величина Ppj может быть найдена по экспериментальным данным зависимости скорости абсорбции от концентрации абсорбента и аб-сорбтива в жидкой и газовой фазах соответственно. При выражении движущей силы через разность р — Рр обнаруживается линейная зависимость между скоростью абсорбции и этой разностью. С изменением гидродинамической обстановки будет соответственно изменяться разность между давлениями Ppj и Рр. [c.107]

Необходимо выяснить, какую долю общего сопротивления составляет сопротивление в жидкой фазе при абсорбции ам-й иака водой, так как в данной системе не все диффузионное сопротивление сосредоточено в одной фазе (газовой). [c.133]

В настоящем сообщении приводятся результаты изучения процесса абсорбции в условиях противоточиого движения фаз в лопастном роторном абсорбере. Для получения обобщенных уравнений массопередачи исследования проводили с газами, имеющими различную растворимость в абсорбенте (воде). Это позволило изменять соотношение диффузионных сопротивлений в газовой и л идкой фазах. Исследование массообмена проводилось на системах СОо — вода, ЗОг — вода, ЫНз — вода. [c.98]

До недавнего врел[ени вопрос о взаимосвязи тепловых эффектов с эффективностью процесса ректификации исследовался мало. Считали, что тепловые эффекты могут лишь изменять. да и то незначительно, соотношение потоков пара и жидкости Процесс ректификации относили к той же группе массообменных процессов, что и абсорбцию До сих пор рекомендуют эффективность процесса ректификации рассчитывать на основе данных, полученных для диффузионных сопротивлений в жидкой и газовой фазах при опытах по абсорбции. [c.54]

Большинство авторов ограничиваются получением экспериментальных зависимостей в виде графиков и не проводят подробного анализа экспериментальных данных с целью получения расчетных зависимостей. Исключение составляют работы Н. Н. Кулова и В. А. Малюсова в которых применительно к процессу абсорбции приводится уравнение массоот-дачн для газовой и жидкой фаз. Кроме того, в работе, посвященной изучению массообмена в колонне с размазывающим ротором дается анализ полученных экспериментальных данных в условиях ректификации и выводятся расчетные уравнения, причем авторы исходят из принципа аддитивности диффузионных сопротивлений в паровой и жидкой фазах. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология