Абсорбция газа жидкостью

Равновесие гетерогенных процессов определяется константой равновесия химических реакций, законом распределения компонентов между фазами и правилом фаз. Равновесие между исходными реагентами и продуктами химической реакции, происходящей в одной из фаз, определяется константой равновесия Кр, Кс или Kw так же, как и для гомогенных процессов. При расчете и моделировании гетерогенных процессов степень приближения к равновесию характеризуется критерием равновесия Ра. Равновесные концентрации компонентов в соприкасающихся фазах определяются законом распределения вещества, который устанавливает постоянное соотношение между равновесными концентрациями вещества в двух фазах системы при определенной температуре. Постоянство соотношения не нарушается при изменении начальной концентрации компонента или общего давления в системе. На законе распределения основаны такие промышленные процессы, как абсорбция газов жидкостями, десорбция газов, экстрагирование и т. п. При моделировании процессов массопередачи подобие характеризуется критерием равновесности в следующем виде [c.151]

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.

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

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]

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]

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]

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]

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]

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

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]

IX-1-5. Значения эффективной поверхности контакта фаз. При орошении насадочной колонны жидкостью толщина и скорость жидкостного слоя изменяются от точки к точке по поверхности насадки. В случае физической абсорбции газа жидкостью на тех участках, где движение жидкости замедлено или ее слой очень тонок, может происходить практическое насыщение абсорбируемым газом, вследствие чего вклад этих участков в общую скорость абсорбции невелик. С другой стороны, если рассматривать не абсорбцию, а испарение орошающей жидкости в поток газа, то следует ожидать, что эффективный вклад различных участков поверхности, покрытой жидкостью, в суммарную скорость испарения будет практически одинаковым. Значит, поверхность контакта жидкости и газа, эффективная для испарения ( смоченная поверхность ), больше поверхности, эффективной для физической абсорбции газа. [c.215]

П роцессы, основанные на взаимодействии газообразных и ж й д ки х р е а г е н т о в (Г —Ж), широко применяются в химической промышленности. К ним относятся абсорбция газов жидкостями и десорбция газов из жидкостей, испарение жидкостей и конденсация паров, перегонка жидкостей (дистилляция и ректификация), пиролиз жидкостей с испарением продуктов пиролиза, ассоциация газовых молекул с образованием жидкостей, полимеризация в газовой фазе с возникновением жидких полимеров и т. д. [c.113]

Д а н к в е р т с П. В.. Теор. основы хим. технол., 1. 31 (1967). Абсорбция газов жидкостями. [c.269]

Абсорбция газа жидкостью зависит от его растворимости в данной жидкости и его парциального давления в смеси газов и подчиняется закону Генри [c.38]

Растворы газов в жидкостях. Растворение газов в жидкостях называют также абсорбцией газов жидкостями (см. стр. 131). Концентрация большинства таких растворов невелика. [c.17]

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]

Наиболее полно условия насыщения жидкости воздухом в напорном резервуаре со струйной аэрацией характеризуются объемным коэффициентом абсорбции, вычисленным по экспериментальным данным на основе уравнения абсорбции газа жидкостью (6.16). На рис. 6.18 показана зависимость объемного коэффициента абсорбции от удельной нагрузки по экспериментальным данным. [c.157]

Согласно пи-теореме, интересующая нас зависимость может быть выражена уравнением, включающим шесть безразмерных комплексов. Как известно [68], для абсорбции газа жидкостью полное критериальное уравнение имеет вид [c.158]

Процесс абсорбции газов жидкостями включает три стадии [c.29]

Для пользования изложенной теорией необходимо еще выяснить значение эффективного коэффициента диффузии В и эффективной скорости реакции / или эффективной константы скорости к. Наиболее простое значение эти величины имеют, если рассматривать не реакцию в пористом материале, но гомогенную реакцию, для которой реагирующее вещество поставляется диффузией из другой фазы например, абсорбцию газа жидкостью, сопровождаемую химической реакцией в жидкости. Если считать, что конвекция в жидкости отсутствует, то этот процесс будет описываться формулой (II, 71). При этом В будет обозначать просто коэффициент диффузии реагирующего вещества в жидкости, а А — константу скорости гомогенной химической реакции в жидкости. [c.98]

Все методы разделения основываются на определенных термодинамических свойствах компонентов и их смесей. Важную роль в данном случае играют законы о фазовом равновесии различного типа. Так, например, ректификация базируется на законах о фазовом равновесии системы жидкость-пар, экстракция - жидкость-жидкость, адсорбция — газ-твердое тело или жидкость-твердое тело, абсорбция - газ-жидкость и т. д. Кроме того, для расчета аппаратов широко используют ряд физико-химических свойств компонентов и их смесей таких, как вязкость, плотность, поверхностное натяжение, теплопроводность, теплоемкость и др. Все эти свойства, за небольшим исключением, зависят от состава [c.147]

Растворимость газов (абсорбция газа жидкостью) при умеренном давлении увеличивается с повышением давления, а повышение температуры уменьшает растворимость газов. [c.117]

Растворение газа в жидкости иногда называют абсорбцией газа жидкостью. [c.211]

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]

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]

Растворы газов в жидкостях. По своей природе и свойствам растворы газов в жидкостях ничем не отличаются от других жидких растворов. Обычно концентрации газов в этих растворах незначительны, и растворы являются разбавленными. Исключение составляют отд ьные системы, в которых растворимость оказывается весьма большой вследствие химического взаимодействия растворяемого газа с растворителем, например в растворах аммиака или хлористого водорода в воде. Малая концентрация раствора приводит обычно к сравнительно слабому отличию его свойств от свойств чистого растворителя. Впрочем, в незначительной степени растворений газов в жидкостях сопровождается в общем случае и изменением объема раствора и выделением или поглощением теплоты. Растворение газа в жидкости иначе называют абсорбцией газа жидкостью. [c.325]

Обратим внимание на две характерные зоны. Иногда можно выделить и большее их число. Например, когда исходная жидкость содержит недостаточное количество реагента, это вещество полностью потребляется в колонне и ниже соответствующей точки происходит чистая абсорбция газа жидкостью, свободной от реагента. Сесор и Соуворт разработали для расчета указанных трех зон колонны точные выражения, которые основаны на допущениях, обычно принимаемых в случае разбавленных систем. Сопоставление описанных вариантов показывает, что процёсс абсорбции протекает значительно интенсивнее, если сопровождается химической реакцией. [c.393]

Данквертс П. В., Абсорбция газов жидкостями, Теоретические основы хим. техн., 1, № 1, 31 (1967). [c.577]

Псо диффузионные процессы обратимы, и направление процессов определяется законами фазового равновесия, фактическими коицептрациями в обеих фазах и виегапими условиями (температура, давление) так, процесс абсорбции газа жидкостью может при умепь-Н101ГИН давления и увеличении температуры, сдвигающих условия равновесия, перейти в обратный процесс — десорбцию газа из жидкости. [c.14]

Известны три метода удаления газовых компонентов абсорбция газов жидкостью, адсорбция на поверхности твердого вещества или химическое превращение в другой, безвредный газ. Последний метод обычно включает сжигание органического вещества непосредственно либо каталитически. Механизм этих методов основан на диффузии газа либо к поверхности поглощающей жидкости, либо твердого адсорбента или катализатора, либо в реакционную зону с лучшей химической реакцией. В этом отношении удаление газовых компонентов представляет собой не столь сложную задачу по- сравнению с удалением твердых -ча(стиц и гкапель, где наряду с диффузией играют роль другие механизмы инерционный захват, осаждение, электрастатические и термические силы. [c.102]

Неподвижная фаза при хроматографии может быть твердой и жидкой. В соответствии с этим газовую хроматографию делят на газо-адсорбционную (неподвижная фаза — твердый адсорбент) и газо-жидкостную (распределительную) хроматографию, когда поры твердого инертного носителя заполняют жидкостью (в процессе хроматографии происходит абсорбция газа жидкостью). Аналогично жидкостную хроматографию делят на жидкостно-адсорбционную (неподвижная фаза — твердый адсорбент) и жидкостножидкостную, (обе фазы — жидкие), [c.176]

При иерархич построении квазигомогенного приближения производят операцию осреднения (сглаживания) флуктуаций порядка предыдущего (мелкомасштабного) структурного уровня Для этого необходимо, чтобы характерный масштаб / предыдущего уровня был много меньше харак терного масштаба L последующего уровня и система содержала на уровне L макроскопически большое число неоднородностей масштаба / Кроме того, должен существовать промежут размер X I X L) такой, чтобы параметры ф после осреднения по объему (или пов-сти Х ) прел ставлялись уже не флуктуирующими, а регулярными ф-ция ми пространств координат с характерным масштабом изменения L Масштаб X значительно превышает характерное расстояние, на к-ром взаимодействуют флуктуации масштаба/-т наз радиус корреляции Область осреднения размера X наз элементарным физ объемом (или макроточкой) Напр, для процесса хим абсорбции газа жидкостью в двухфазном реакторе барботажного типа / соответствует масштабу газового пузыря, а L-размеру реактора Осреднение концентрации компонентов в каждой фазе проводят по элементарному объему Х , содержащему достаточно большое число пузырей, но значительно уступающему объему реактора Линейный размер X выбирается с учетом интенсивности локального гидродинамич перемешивания Объем Х рассматривается как макроточка с эффективными (т е усредненными по времени наблюдения) значениями коэффициентов массоотдачи, уд тепловыделения, распределения в-в между фазами и т п, к-рые необходимы для составления кинетич ур-ний отдельньи стадий Ур-ния баланса массы и энергии затем составляют с учетом перемешивания в масштабе всего реактора [c.633]

Закон распределения применяется в широких пределах для определения гетерогенных равновесий. Он устанавливает постоянное соотношение между коицептрациями какого-либо вещества в двух фазах системы при. определенной температуре для любых комбинаций твердых, жидких или газобразных фаз. На законе распределения основаны абсорбция газов жидкостями, десорбция, разделение жидкостей экстрагированием. Существует несколько формулировок закона распределения для разных фазовых равновесий так, например, выражения закона распределения для равновесий в системе жидкость — газ известны под названием законов Рауля и Генри. [c.125]

Газожидкостная хроматография является очень хорошим примером распределительной хроматографии. Абсорбция газов жидкостью подчиняется, как мы уже говорили, закону Гепри. Газообразные илп парообразные вещесгва отличаются друг от друга своими изотермами абсорбции, т. е. углом нак лона пря.мон, выходящей из начала координат. Прямолинейная изотерма сорбции благоприятна в том смысле, что зоны сорбции проходят вдоль колонки, не изменяя своей формы, не расплываясь. Можно заранее сказать (рис. 34), что вещество 1 будет находиться на переднем фронте как плохо сорбирующееся. За ним в по рядке номеров последуют остальные компоиепты [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология