Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Движущая сила массопередачи химической реакцией

Расчеты аппаратов, в которых процессы массообмена сопровождаются химическими реакциями, носят оценочный характер и могут выполняться различными способами. Наиболее простым и практически удобным является подход, изложенный в [46]. Предполагается, что движущая сила процесса хемосорбции равна движущей силе физической абсорбции, а ускорение процесса массообмена химической реакцией учитывается поправкой к коэффициенту массопередачи в жидкой фазе, определенному по критериальным зависимостям для физической абсорбции. Величины поправок для двух типов химических реакций, называемые коэффициентами ускорения к, представлены на графике рис. 5.45. [c.358]

Воздействие химической реакции на равновесное распределение переходящего компонента между фазами учитывается при вычислении общей движущей силы массопередачи. Влиянием потока химической реакции на поток массы, как правило, пренебрегают. Таким образом, при определении коэффициентов массопередачи учет влияния химической реакции сводится к учету изменения потока массы из-за непосредственного изменения поля концентрации. Однако если скорость процесса массопередачи лимитируется сопротивлением транспортной фазы, то воздействие химической реакции на распределение концентрации переходящего компонента в реакционной фазе не может привести к изменению скорости массопередачи. Поэтому химическая реакция оказывает воздействие на скорость массопередачи только в том случае, когда скорость массопередачи лимитируется сопротивлением реакционной фазы. [c.227]

Процесс протекает в кинетической области в том случае, когда скорость массопередачи при м симальной движущей силе много больше скорости химической реакции и скорости конвективного переноса экстрактива из зоны реакции. Движущая сила максимальна, когда концентрация экстрактива в сплошной фазе равна нулю. В этом случае количество экстрактива, поступающего в колонну в единицу времени в элементе высоты колонны /г [c.293]

Процесс протекает в кинетической области, когда скорость массопередачи при максимальной движущей силе будет много больше скорости химической реакции и скорости уноса экстрактива из зоны реакции. [c.294]

Это положение справедливо и для абсорбции, сопровождающейся химической реакцией первого порядка. Однако из рассмотренных работ по кинетике реакций второго порядка следует, что коэффициент массопередачи является функцией движущей силы. , [c.193]

Скорость химической реакции пропорциональна концентрации с, а скорость массопередачи — разности агф — с. Сумма этих движущих сил всегда равна х (I) гр. На некотором расстоянии от входа в реактор после перехода части реагента из транспортной фазы в реакционную обычно наступает состояние, близкое к динамическому равновесию [c.13]

Таким образом, при любом количестве переходящих реагентов и любом порядке реакции имеет место достаточно жесткая связь между скоростью межфазного переноса каждого пз переходящих реагентов и скоростью его расходования в процессе химического превращения. Связь эта определяется взаимозависимостью движущих сил химической реакции и массопередачи. [c.14]

На основании проведенных исследований по влиянию основных физико-химических параметров на интенсивность массопереноса в условиях СМК и критическую движущую силу перехода режима СМК в диффузионный режим были предложены уравнения, описывающие процесс массопередачи в условиях СМК без химической (1) и с химической реакцией (2) [c.52]

Найденную из выражений (5.175) или (5.176) величину скорости абсорбции можно рассматривать как аналог произведения коэффициента массопередачи К на движущую силу процесса физической абсорбции с учетом ускорения процесса за счет химической реакции [c.377]

Кинетический расчет хемосорбционных аппаратов характеризуется особенностями, которые необходимо учитывать при математическом описании и моделировании процессов массопередачи с химической реакцией. Основные трудности расчета заключаются в решении следующих задач 1) необходимо учитывать изменение не только движущей силы процесса, но и коэффициента массопередачи по высоте аппарата 2) необходимо учитывать влияние реальной структуры потоков на эффективность хемосорбционного процесса. Таким образом, в общем случае задача сводится к созданию, метода расчета, учитывающего протекание химических реакций в диффузионно-реакционном слое и в основной массе жидкости и отражающего специфическое влияние продольного перемешивания потоков на скорость хемосорбционного процесса. [c.144]

Разность Снас—С=ДС называется движущей силой процесса, что вытекает из физически очевидного предположения о том, что реагируют сталкивающиеся молекулы, ионы или другие частицы, а число столкновений зависит от концентрации этих частиц. В соответствии с основным постулатом химической кинетики скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. В гетерогенных процессах массопередачи в системе твердое — жидкость изменение концентрации компонентов различно в прямо-, противоточных и перекрестных процессах. Поэтому различны и формулы, определяющие движущую силу процесса, во многих случаях они более сложны. [c.27]

В соответствии с двумя способами анализа абсорбции, сопровождаемой химической реакцией в жидкой фазе, можно пользоваться коэффициентом массопередачи Ку, определяемым с помощью уравнения (6.82) по величине /Зж (в этом случае движущая сила в жидкой фазе равна ДС + ЬС), или же коэффициентом массопередачи К , определяемым по величине /3 из аналогичного уравнения 282 [c.282]

Коэффициент ускорения массопередачи при протекании химической реакции -у является отношением диффузионного потока передаваемого компонента, на границе раздела фаз в процессе хемосорбции к диффузионному потоку при физической массопередаче при одинаковой движущей силе, равной Ар—Аж- Иными словами коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается физический коэффициент массоотдачи при хемосорбции, т. е, р ж = рж у. В уравнении (2,40) [c.27]

Уменьшение с ростом а связано с уменьшением концентраций свободного амина и гидроксилиона и снижением скорости реакции СОг с ними. С увеличением а, как показывают расчеты, уменьшается коэффициент ускорения массопередачи с 1,38 до 1,12, увеличивается Л и, следовательно, уменьшается движущая сила процесса. Левая ветвь кривой на рис. 2.13 соответствует переходной области процесса массопередачи с обратимыми химическими реакциями (6.13) и (6.15) в ядре жидкости (вели- [c.62]

Разработан метод кинетического расчета массообменных аппаратов для хемосорбционного разделения газов. Метод основан на использовании теоретического значения ускорения массопередачи за счет протекания химической реакции. Метод учитывает принципиальную особенность хемосорбционных процессов изменение кинетических закономерностей в жидкой фазе, движущей силы процесса, коэффициентов массопередачи, соотношения фазовых сопротивлений по высоте аппарата. Учтена специфика влияния реальной структуры потоков газа и жидкости на эффективность хемосорбционных процессов. По предложенной методике коэффициент извлечения передаваемого компонента, степень насыщения хемосорбента и характер распределения концентраций по высоте аппарата определяются при необратимой хемосорбции в зависимости от следующих безразмерных параметров кинетических, стехиометрического, диффузионного и гидродинамических (числа Боденштейна для жидкой и газовой фазы). В общем виде процесс описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. [c.224]

Можно указать также на экстракцию, скорость которой возрастает в случае химически взаимодействующих сред. Если экстрагируемый компонент вступает в химическую реакцию, то она может влиять на движущую силу процесса массопередачи и изменять скорость экстракции. [c.137]

Одним из основных способов увеличения скорости химического процесса является перемешивание реагентов. Причем перемешивание увеличивает коэффициент массопередачи или константу скорости процесса вследствие перехода от молекулярной диффузии к конвективной. При этом снижается диффузионное сопротивление, препятствующее взаимодействию компонентов. Наиболее целесообразно увеличивать степень перемешивания взаимодействующих веществ при осуществлении процессов, протекающих в диффузионной области. При этом увеличивать степень перемешивания можно до тех пор, пока общая константа скорости процесса не перестанет зависеть от коэффициентов переноса В, т. е. до перехода процесса из диффузионной области в кинетическую. Дальнейшее увеличение перемешивания в проточных аппаратах снижает движущую силу процесса и скорость реакции. [c.141]

Дистилляция. При дистилляции массопередача заключается 3 переносе молекул вещества из жидкости в виде пара с последующей его конденсацией. Движущая сила процесса стремится переместить легкие компоненты жидкости в паровую фазу, а тяжелые компоненты пара—в жидкую (предполагается, что химическая реакция не протекает). Таким образом, диффузия идет в двух противоположных направлениях. Поскольку скорости массопередачи в обоих направлениях должны быть равны, то равновесие процесса дистилляции является динамическим. Однако равновесие может нарушаться вследствие изменения состава среды, давления пара и притока тепла. [c.244]

Джеффрис, Дженсон и Майлз [35] вывели уравнение, связывающее основные параметры процесса в колонне, с высотой единицы переноса или высотой теоретической ступени. Анализ основан на рассдадтрении массопередачи с одновременной химической реакцией при равных скоростях стадий. Метод, разработанный для этой системы, должен найти более широкое применение. Результаты показывают, что процесс контролируется массопередачей. Однако, полученные значения ВЕП намного меньше, чем следовало бы ожидать для распылительной колонны, применяемой в обычном экстракционном процессе. Возможно, это объясняется, хотя бы частично, протеканием химической реакции. В результате движущая сила массопередачи не достигает максимума до тех пор, пока поток не поднимется на определенную высоту в колонне. В нижней части колонны процесс массопередачи осложняется химической реакцией. [c.373]

Оптимальный режим в реакционной камере определяется не только кинетикой реакций и диффузии кислот, но и структурой образовавшихся кристаллов сульфата кальция, которая влияет на суммарную скорость процесса, а также на качество суперфосфата. Ускорить диффузию и реакции (а) и (б) можно, повышая концентрацию серной кислоты и температуру. Возрастание концентрации серной кислоты увеличивает движущую силу массопередачи и химических реакций, а повышение температуры — скорость диффузии частиц и скорость реакций (а) и (б). Однако рост концентрации серной кислоты выше оптимальной ведет к образованию плотной корки Са 04 -0,51 20 на поверхности частиц замедлению диффузии Н3РО4 и получению продукта с плохими физическими свойствами ( мажущего ). Для разложения апатитового концентрата при непрерывном способе производства суперфосфата оптимальной является концентрация серной кислоты в пределах 67—68% Н2504. Этой концентрации кислоты соответствует температура в камере около 110° С. Повышение температуры достигается за счет экзотермичности реакций (а) и (б). [c.19]

Наблюдаемая неполная симбатность хода А С so, и г может быть объяснена зависимостью от движущей силы массопередачи, т. е. имеет место химическое ускорение массопередачи Применительно к процессу окислительной сульфатизацип суспензии окиси цинка в цинк-хлоридных расплавах это означает, что протекание гомогенной реакции (3) ускоряет предшествующую стадию — сорбцию SOg солевым расплавом [реакция (2)]. [c.320]

В гл. 6 указьшалось. что определение коэффициента массопередачи, оспожненной химической реакцией, зависит от выбора выражения для движущей силы. Примем, как и ранее, что движущая сила равна разности между концентрацией, равновесной к сплопшой фазе, и средней концентрацией по обьему частицы, т. е. (у/ф) - l. 3 соответствии с этим коэффициент массопередачи определяется соотношением (8.31), в котором С следует заменить на С,. Локальные и средние по времени значения критерия Шервуда определяются выражениями (8.32), (8 3) и (8.34). [c.309]

Полученные соотношения указывают, что существует функциональная связь между движущими силами химической реакции и шссопередачи, с одной стороны, и высотой и реакционным объемом аппарата, с другой. Близкие по сути идеи были высказаны Брандтом [34]. Действительно, расчет скорости массопередачи должен являться неотъемлемой частью расчета ДЖР. Величину можно представить в виде [c.124]

Существуют три параллельных механизма воздействия химической реакции на скорость массопередачи. Во-первых, наличие в системе химической реакции, как правило, оказывает влияние на установление равновесного распределения переходящего компонента между фазами и тем самым иа движущую силу процесса массопередачи независимо от способа ее выражения. Во-вторых, химическая реакция оказывает влияние на величину коэффициента массопередачи независимо от способа его выражения, т. е. независимо от способа выражения движущей силы процесса. Взаимное влияние химической реакции и процессов переноса рассматривается термодинамикой необратимых процессов. Общий подход к вопросу разработан Де Гроотом и Мазуром [1], которые рассмотрели процесс теплопередачи в системе с химической реакцией. Вопросы взаимного влияния массопередачи и химической реакции с позиций термодинамики необратимых процессов рассматривались Оландером [2], а также Фридлендером и Келлером [3]. Хотя количественные результаты были получены 13] лишь для области очень малых отклонений от химического равновесия, однако качественно было показано, что наличие объемной реакции приводит к увеличению потока массы. [c.226]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбциониых процессов и типы применяемых реакторов рассмотрены в ч. I, гл. VI. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) г) и коэффициент массопередачи А определяются растворимостью газа, гидродинамическим режимом в реакторе Т, Р,ю) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакции при хемосорбции. При протекании реакции в жидкой фазе величина к выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение и еет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы нецикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбциониых процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны таким образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.234]

Движущая сила процесса Ас для химических реакций выражается по законам кинетики как произведение концентраций реагирующих веществ. Для массопередачи средняя движущая сила Асор выражается известными формулами прямотока, противотока и перекрестного тока [2]. [c.293]

Химическая реакция. Если экстрагируемый компонент подвергается химическому взаимодействию (в дополнение к тепловому эффекту и межфазо вой турбулентности) химическая реакция может также влиять на движущую силу процесса массопередачи. [c.204]

Это последнее уравнение воплощает в себе саму сущность идеи, согласно которой эффекты, вызываемые массопередачей и химической реакцией, могут рассматриваться раздельно. Если только движущая сила для необратимой химической реакции всегда может быть представлена линейной функцией, то уравнение (92) может применяться для определения величины Не на основании полученных отдельно оценочных данных о величинах Нц и Н - Следовательно, будет оценено и относительное лимитирующее действие на реакцию массопередачи через газовую фазу. Но следует опять подчеркнуть, что применение этого метода ограничивается случаями необратимых реакций первого и псевдонервого порядков. [c.410]

Здесь Dr, jDst — эффективные коэффициенты продольного перемешивания газа и жидкости Иг — газосодержание и — количество удерживаемой жидкости А — текущая концентрация абсорбируемого компонента в ядре потока газа — текущая концентрация активной части хемосорбента в ядре потока жидкости Z — текущая координата высоты аппарата Ют, гйук — средние фактические скорости газа и жидкости К — коэффициент массопередачи при абсорбции, осложненной химической реакцией а —эффективная поверхность контакта фаз А — движущая сила процесса п — стехиометрический коэффициент. [c.155]

В результате решения системы дифференциальных уравнений получечы зависимости состава твердой фазы и скорости процесса йу1йх от времени т, радиуса частиц Н, коэффициента диффузии газообразного реагента через пленку твердого продукта на частице Ое, константы скорости химической реакции к , коэффициента массопередачи Ад, движущей силы процесса. Эти зависимости оказались весьма сложными. Например [c.159]

При абсорбции, сопровождающейся химичесвой реакцией, установлено [6,7], что движущая сила процесса определяется ханже составом раствора (химической емкостью поглотителя) и должна учитывать влияние обеих фаз ва сушларную сворость массопередачи. "Истинный" воэффициент массопередачи, являющийся коэффициентом пропорциональности в уравнении сворости процесса,ве должен зависеть от химичесвой емкости раствора и вонцентрации поглощаемого компонента в газовой фазе. В литературе, в сожалению, отсутствуют сведения о зависимости Кд и при десорбции брома от изменения концентрации брома в газовой и жвдвой фазах, однако шеется указание ва изменение Кд при ступенчатой отдувке брома [4]. [c.22]

Смотреть страницы где упоминается термин Движущая сила массопередачи химической реакцией: [c.20] [c.227] [c.44] [c.105] [c.236] [c.15] [c.56] [c.441] [c.105]

Абсорбционные процессы в химической промышленности (1951) -- [ c.130 , c.133 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Движущая сила

Движущая сила массопередачи

Движущая сила реакции

Массопередача

Массопередача массопередачи