Данквертса абсорбции

Явление абсорбции, сопровождающейся химической реакцией первого порядка, может быть обработано аналитически для ряда гидродинамических условий. В разделе 4.1 приведены решения по моделям Хигби [уравнение (4.3) — (4.7) и Данквертса [уравнение (4.8)]. Математически строгое решение в случае п = 1. по модели пленочной теории представлено уравнением (4.25). В статье Вейса, [c.55]

В литературе мало сведений по химической абсорбции в режиме быстрой реакции, проводимой в насадочных колоннах. Работа Данквертса, Кеннеди и Робертса [2] относится к условиям перехода от медленной к быстрой реакции. Некоторые сведения по рассматриваемому вопросу имеются в работе [3]. [c.92]

II1-4-2. Необратимая реакция первого порядка. Рост температуры при необратимой реакции первого порядка вычислен Данквертсом исходя из предположения, что он не достаточен, чтобы заметно воздействовать на растворимость, коэффициент диффузии и скорость реакции. Полученное соотношение может использоваться для проверки того, справедливо ли названное предположение в каждом конкретном случае или же, наоборот, тепловой эффект оказывает заметное влияние на скорость абсорбции. [c.62]

Можно постулировать и иные, отличающиеся от принятых в моделях Хигби и Данквертса, виды распределения поверхностных возрастов. В общем случае, если доля поверхности, соприкасающейся с газом в течение времени от 9 до (9 + d 9), составляет / (9) dQ, средняя скорость физической абсорбции выражается соотношением [c.105]

По модели Данквертса средняя скорость абсорбции, отнесенная к единице поверхности раздела фаз, выражается [c.112]

V-3-2. Модели Данквертса и Хигби. Согласно уравнению (П1, 24) скорость абсорбции в неустановившемся состоянии составляет [c.115]

Как показали Данквертс и Кеннеди предсказания в отноще-нии скорости абсорбции, полученные на основе пленочной модели и модели Данквертса и выраженные уравнениями (У,92) и (У,96), количественно почти идентичны. [c.127]

У-9-3. Модели поверхностного обновления. Данквертс показал, что при использовании любой из двух моделей поверхностного обновления и равенстве коэффициентов диффузии всех компонентов скорость абсорбции также может быть найдена умножением коэффициента физической массоотдачи на движущую силу, равную количеству газа, которое требуется для насыщения единицы объема основной массы жидкости, когда концентрация свободного (непрореагировавшего) газа А возрастает от А° до Л. [c.130]

Данквертс и Шарма приводят условия, при которых в качестве мгновенных могут рассматриваться обратимые реакции, протекающие при абсорбции двуокиси углерода раствором карбонат-бикарбоната калия без катализатора и с мышьяковым катализатором, а также частично карбонизованными растворами амина. [c.136]

Температура может возрастать, во-первых, за счет выделения теплоты растворения газа, происходящего у поверхности жидкости, во-вторых, теплоты реакции, выделяющейся в реакционной зоне, расположенной ниже поверхности раздела фаз. Суммарное повышение температуры может быть без труда рассчитано, как показано ниже, на основе пленочной модели и модели Данквертса для физической абсорбции, реакции первого порядка и мгновенной реакции. [c.138]

У-13-4. Сопоставление пленочной модели и моделей поверхностного обновления. Из анализа уравнений (V, 145)—(V, 156) видно, что выражения, полученные на основе модели Данквертса, содержат, в отличие от полученных для пленочной модели, отношение У уЮ . Так как V то с помощью модели Данквертса устанавливается значительно большее повышение температуры за счет тепла абсорбции и реакции. Это является следствием того, что согласно моделям обновления поверхности глубина проницания, или пенетрации, тепла в жидкость во время экспозиции газу много больше глубины пенетрации растворенного газа из-за значительного превышения величины коэффициента температуропроводности у величины коэффициента молекулярной диффузии Од. Это означает, что в пленочной модели толщина пленки при передаче тепла должна быть больше толщины диффузионной пленки Для передачи вещества [c.141]

Проведение опытов в этих условиях преследует обычно цель моделирования на лабораторных установках процесса абсорбции в промышленной аппаратуре, например в насадочных колоннах. Как показано в главе V, количественные оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции обычно мало отличаются друг от друга независимо от того, сделаны ли они на основе пленочной модели или моделей поверхностного обновления Хигби или Данквертса. В большинстве случаев для данного значения коэффициента массоотдачи при физической абсорбции, k , по всем моделям получаются близкие предсказания в отношении этого влияния. Поэтому можно ожидать, что если лабораторная модель промышленного абсорбционного аппарата, предназначенная для изучения влияния реакции на скорость абсорбции, сконструирована с соблюдением существенного условия одинаковости значений в натуре и в модели, то, в соответствии с изложенным в главе V, данная реакция будет приводить к увеличению скорости абсорбции в обоих аппаратах в одинаковой степени (при одном и том же значении А, или парциального давления растворяемого газа у поверхности жидкости). [c.175]

Полученные выше выражения основаны на предположении, что равновесная концентрация свободной СОа в растворе у поверхности такова же, что и в основной массе, ого может и не быть, если в процессе абсорбции значение отношения НСО / СОд у поверхности станет существенно выше, чем в массе жидкости. Данквертс и Шарма дают следующий критерий проверки правомерности упомянутого допущения [c.195]

Выше было показано (см. раздел У-7-3), что в этом случае можно использовать уравнения для необратимой реакции, подставив в них А — Ае) вместо А. Тогда применение модели Данквертса дает следующее выражение для скорости абсорбции [c.266]

Х1-2-2. Мгновенные обратимые реакции. Здесь могут быть использованы те же аргументы, которые применялись к анализу абсорбции, сопровождающейся обратимой реакцией соответствующего типа (см. разделы III-5-6 и V-9-2 и работу Данквертса ). Если коэффициенты диффузии всех компонентов принять одинаковыми, то скорость десорбции из перемешиваемой жидкости составит [c.266]

Величина / здесь имеет то же значение, что и в уравнении (1-87). Проведенные Кишиневским [60, 61] и Данквертсом [19] исследования по массопереносу в процессах абсорбции показали, что ни одна из вышеприведенных теорий не дает величины коэффициента массоотдачи, достаточно согласующейся с опытными данными. Также и для процессов экстрагирования Льюис [65] установил [c.76]

Данквертс и Кеннеди [31] предложили применять для моделирования кривые скорости нестационарной абсорбции Q в зависимости от 0 (стр. 105). Если для промышленного аппарата известны период обновления 0(, (или скорость обновления s) и удельная поверхность контакта а, а также скорость абсорбции стандартной системы N a (кмоль мг сек ), то скорость абсорбции конкретной системы в этом аппарате при тех же гидродинамических условиях может быть найдена по уравнению (принимая распределение по Хигби) [c.174]

Возможно, что отрицательный результат прежних опытов был следствием недостаточной точности измерений нестационарной абсорбции при малом времени контакта. Очевидно, необходима проверка метода Данквертса и Кеннеди на большем числе систем при различных условиях. [c.175]

При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

Данквертсом П. В. и Кингом С. Е. [29, 31] предпринята небезуспешная попытка использовать коэффициент х при определении механизма массопереноса, в результате чего удалось получить соответствуюшие уравнения кинетики абсорбции, сопровождающейся необратимыми реакциями порядка т, п. [c.72]

Кроме пленочной и пенетрационной теории был предложен ряд других моделей для исследования процессов массопередачн. Среди них, вероятно, наиболее интересной моделью является модель обновления поверхности . Теория обновления поверхности в форме частного сообщения была предложена Эндрю в 1955 г. [18]. Эта теория была опубликована Данквертсом [19]. Однако ее анализ приведен в статье, которая к большому сожалению опубликована в малодоступном издании [20], а рассматриваемая в ней работа — одна из лучших по химической абсорбции. Автор монографии вел переписку с профессором Данквертсом по вопросу обновления поверхности, а работы, в которых эта теория исследована в деталях, завершены в университете Неаполя [21]. В настоящей главе теория обновления поверхности обсуждается потому, что некоторые своеобразные эффекты, наблюдаемые в процессах абсорбции, сопровождающейся мгновенной реакцией, вероятно, объясняются механизмом обновления поверхности. [c.108]

Вначале Кеннеди [23, 24] исследовал процесс абсорбции СО2 буферными растворами для сравнения результатов экспериментов с расчетами по теории химической абсорбции. Подобные исследования были затем продолжены Найсингом и Крамерсом [3], Робертсом и Данквертсом [25], ди Блазио [26], Патерно [27]. [c.128]

При графической интерпретации данных по абсорбции, представленных в виде зависимостей V от i, получены плавные кривые, наклон которых стремится к нулю при низких значениях t (режим быстрой реакции) и равен 0 5 при высоких значениях (режим мгновенной реакции). Рассмотрены пять значений величин которые получаются при изменяющихся от 3,8 до 86. значениях / . Построенная на основании этих данных графическая зависимость / от у очень хорошо согласуется с рассчитанной по уравнению (12.8). Хикита также переработал данные Найсинга [12], Данквертса и Кеннеди [5] и Рэма [19] и показал количественное согласование этих данных с рассчитанными по уравнению (12.8). Автор признателен Хикита за предоставление ему этих данных до их опубликования. [c.141]

Недавно Кеннеди [15] и Тончелли [29] провели работы по абсорбции СО2 растворами щелочей в насадочных колоннах в приближенных к режиму мгновенной реакции условиях. Результаты этих работ обсул<дены Данквертсом, Кеннеди и Робертсом [22] и Астарита [30]. Данквертс, Кеннеди и Робертс получили прямолинейную зависимость скорости абсорбции от концентрации щелочи с несколько меньшим по отношению к предполагаемому наклоном. При рассмотрении только данных для низких значений Ьо наклон совпадает с предполагаемым. Это, как и следовало ожидать, показывает, что условия мгновенной реакции полностью реализуются только при низких значениях Ьо- [c.142]

Типичное применение теории химической абсорбции основано на использовании данных о скорости массопередачн для оценки констант скорости довольно быстрых реакций. Это представляет особый интерес в катализируемых реакциях. Случаи такого типа могут быть найдены в серии статей Данквертса с сотрудниками [9—11] по каталитическому действию различных веществ на реакцию двуокиси углерода с водой. Скорость последней может увеличиваться иод действием катализаторов, так что реакция становится конкурентной с прямой реакцией между СО2 и ОН даже при довольно высоких значениях pH, таких, например, какие наблюдаются в буферных растворах. Джеффрейс и Буль [12] пришли к такому же заключению. В случае карбонизированных растворов амина величина pH настолько мала, что даже в отсутствие катализаторов реакция двуокиси углерода с водой значима (см. раздел 14.1). Неудивительно, что в этой реакции катализатор увеличивает скорость на порядки, как показано Астарита, Марруччи и Джойя [13], [c.164]

Данквертс и др. , абсорбируя двуокись углерода щелочными растворами в насадочной колонне диаметром 10 см, установили, что результаты, полученные ими, согласуются с данными моделей Хигби и Данквертса. Результаты Ричардса и др. по абсорбции СОа буферными растворами в присутствии катализаторов в колонне того же диаметра согласуются с моделью Данквертса. Данные Таварес да Силва и Данквертса по абсорбции сероводорода растворами аминов в такой же колонне более согласуются с моделью обновления, чем с пленочной моделью (в этом случае между предсказаниями обеих моделей имеются существенные различия). Данквертс и Гиллхэм показали, что модель поверхностного обновления Хигби могла быть успешно использована для определения скорости абсорбции двуокиси углерода раствором NaOH в колонне диаметром 50 см. Все это говорит в пользу надежности применения моделей поверхностного обновления и свидетельствует о том, что методы, рассмотренные в этой главе,могут успешно применяться для установления влияния химической реакции на скорость абсорбции. Следует, однако, подчеркнуть, что в большинстве случаев данные для пленочной модели были бы почти такими же, что и для моделей обновления поверхности. [c.108]

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]

Данквертс и Гиллхэм использовали метод определения k , позволяющий обойтись без нахождения k a. Согласно рассмотренным в главе V моделям абсорбции, коэффициент ускорения в общем случае является функцией к . Можно измерить коэффициент ускорения для данного газа и раствора при определенном расходе жидкости в насадочной колонне, а затем для тех же газа и жидкости определить зависимость коэффициента ускорения от интенсивности перемешивания Б ячейке с мешалкой, описанной в разделе VII-3. Если для ячейки известна и зависимость от скорости перемешивания, то коэффициент ускорения в ней может быть выражен в функции от kj . Тогда, в соответствии с исходной гипотезой, значение в ячейке, при котором коэффициенты ускорения в ней и в насадочной колонне одинаковы, является одновременно и значением для колонны. Необходимо лишь выбрать такой абсорбент, для которого коэффициент ускорения будет действительно изменяться при изменении [c.211]

Обычно значение к а для самого верхнего слоя насадки (высотой в несколько насадочных элементов) оказывается большим, чем в основном насадочном слое, из-за несколько различного характера движения жидкости при ее первоначальном распределении и при течении по насадке. Учет влияния такого концевого эффекта на правильность получаемых значений к а возможен путем измерения скорости абсорбции при различных высотах насадки, как это сделано, например, Данквертсом и Кеннеди и Данквертсом и Гиллхэмом [c.213]

В ЭТОМ случае скорость абсорбции одинакова во всех точках колонны. Этот метод уже обсуждался ранее в разделах VI-1-2 и У1-2-3. Он практически использован Данквертсом и Гиллхэмом при исследовании абсорбции СО2 карбонат-бикарбонатным раствором. [c.214]

С другой стороны, согласно Данквертсу и Гиллхэму при абсорбции СОа буферным раствором в колонне диаметром 50 см с кольцами размером 38 мм общая скорость процесса была пропорциональна высоте насадки вплоть до увеличения последней до семи диаметров колонны таким образом, понижения эффективности с удалением от верха колонны не наблюдалось. И это положение соблюдалось несмотря на то, что, как было установлено впоследствии, существовало заметное нарушение равномерности распределения жидкости при высоте насадки 3 м. [c.221]

Катализатором, наиболее широко используемым в промышленности, является ион арсенита, As(0H)a0 , который вводится в раствор карбоната калия, используемый для абсорбции СОа, в виде арсенита калия или AS2O3. Константа скорости для арсенита составляет около 5000 л1 моль -сек) при 25 °С, а энергия активации— около 5700 кал/моль. Так как каталитическим действием обладает лишь анион, а не недиссоциированная мышьяковистая кислота, то значение константы [ at] скорости реакции первого порядка будет уменьшаться при снижении pH до уровня, при котором диссоциация будет частично подавляться. Это может происходить в карбонат-бикарбонатных растворах при обычных температурах. Однако в промышленных условиях абсорбцию СОа растворами поташа проводят чаще всего при температуре около 100 °С. В таких условиях константа диссоциации, видимо, достаточно велика, чтобы обеспечить практически полную ионизацию арсенита во всех участках абсорбционного аппарата. Шарма и Данквертс дают информацию о влия- [c.243]

Влияние этой реакции на скорость абсорбции изучалось Ньюлин-гом и Маршем Астраита и др. и Данквертсом и Мак Нейлом [c.249]

Такие конвекционные токи непосредственно наблюдались в системе СОа—МЭА Данквертсом и Таварес да Силва и Томасом и Николлом В результате скорость абсорбции в условиях длительного времени контакта или низких значений , возрастает по сравнению со значениями, предсказываемыми в разделах П1-3-3 или У-5. Ускорение абсорбции особенно заметно при высоких концентрациях амина и больших парциальных давлениях СОа. [c.249]

Можно использовать и абсорбцию сероводорода растворами NaOH или амина, причем в последнем случае, согласно Таварес да Силва и Данквертсу также возможно проявление обратимости реакции. При абсорбции двуокиси серы раствором NaOH реакция будет практически необратимой, пока во всех точках раствора поддерживается избыток щелочи. [c.260]

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

На рис. 2.15 приведены экспериментальные данные Д. Астари-ты [78] по абсорбции СОг раствором МЭА в аппарате с мешалкой. Опытные данные хорошо согласуются с теоретическими кривыми. Такая же корреляция характерна и для опытных данных, полученных П. Данквертсом и К. Мак Нейлом (48] (табл. 2.12). Изложенное показывает, что уравнение (2.39) удовлетворительно описывает экспериментальные данные по массопередаче с химической реакцией произвольной скорости в широком диапазоне изменения гидродинамических и физикохимических параметров. Это указывает на возможность практического использования модельных представлений, изложенных в гл. 1, для приближенного описания скорости массопередачи с химической реакцией. [c.64]

Анализ влияния реакции первого порядка и быстрой необратимой реакции второго порядка на скорость массопередачи был проведен с использованием двухпленочной теории Уитмена, теории проницания Хигби и теории обновления поверхности Данквертса, являющейся модификацией. тейрйИ Проци ания. Если абсорбция сопровождается реакцией пёрйогб порядка, все три теории дают совпадающий результат. [c.52]

На более полное использование жидкости в застойных зонах при абсорбции, сопровождающейся химической реакцией, по сравнению с физической абсорбци ей указывает Данквертс . При быстром связывании абсорбируемого газа его концентрационный градиент в жидкости, рассчитанный по теории проницания, оказывается отрицательным. Следовательно, время контакта, предшествующее обновлению поверхности, влияет на скорость абсорбции с химической реакцией не в той же степени, как в случае физической абсорбции (рис. 1-74). Поэтому, если абсорбция сопровождается реак- [c.53]

Влияние химической реакции в жидкой фазе на коэффициент массопередачи в насадочной колонне описывают Данквертс и Кеннеди. Они проверяют применимость теории проницания (либо в виде предположения Хигби о времени контакта жидкости, либо в виде допущения Данквертса об обновлении поверхности). Авторы измеряли скорость абсорбции СОг раствором NaOH в насадочной колонне диаметром 100 Мм. с фарфоровыми кольцами Рашиг 1 12X12 мм. Определялись также коэффициенты массоотдачи без реакции k a в нереагирующем растворе, физические свойства которого бЫли аналогичны свойствам раствора NaOH. [c.423]