Кинетика, абсорбция с химической реакцией

К существенным теоретическим выводам этой главы относятся закономерности кинетики протекания химической реакции первого порядка, когда растворенные молекулы диффундируют от межфазной границы в жидкую фазу, и реакции второго порядка при взаимодействии растворенных молекул газа с нелетучим реагентом, который находится в жидкой фазе и диффундирует к границе раздела, где встречается с поступающими молекулами газа. Показано, что в этих двух случаях влияние реакции может быть совершенно различным и что скорость массопередачи может быть не пропорциональна движущей силе, особенно при протекании бимолекулярной реакции. Рассмотрены примеры применения теории, включая определение скоростей абсорбции оксидов азота в воде и в растворах кислот, анализ абсорбции диоксида углерода щелочными буферными системами, а также процесса окисления сульфита железа в водном растворе. [c.332]

Рассмотрим некоторые свойства приближенного решения поставленной задачи с помощью уравнения (5.14). Прежде всего, следует отметить, что скорость абсорбции для рассмотренного случая мгновенной реакции не зависит от кинетики реакции. Тем не менее, это положение часто упускают из вида, вероятно потому, что уравнение (5.13) может быть получено при асимптотическом решении задачи абсорбции, сопровождающейся реакцией второго порядка. Другая причина недоразумения вызвана тем, что эта задача часто именуется процессом абсорбции с быстрой реакцией. Под словом быстрый подразумевается определенная роль химической кинетики, хотя и не определяющей скорость процесса. [c.62]

Если известно, что процесс химической абсорбции протекает в режиме быстрой реакции, то для определения коэффициента абсорбции/г°, а следовательно, получения через уравнение (8.1) информации о кинетике химической реакции, пригоден любой абсорбер с известной поверхностью раздела фаз. Абсорбер — очень ценный прибор для эксперимента, так как еко можно использовать для определения констант скоростей реакций в случае довольно быстрых жидкофазных реакций и для некоторых других типов иссл едований кинетики. Конечно, если кинетика рассматриваемой реакции исследована независимо, то данные, полученные на лабораторных абсорберах, можно использовать для подтверждения осуществимости режима быстрой реакции и корректности предположенного механизма химической реакции. [c.96]

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]

КИНЕТИКА АБСОРБЦИИ, СОПРОВОЖДАЮЩЕЙСЯ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА [c.192]

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]

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]

В физико-химических процессах, происходящих в гетерогенной системе газ — жидкость, диффузия является физическим этапом, определяющим в большинстве случаев геометрические размеры реакторов. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость конструируются, главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Промышленные реакторы для систем газ — жидкость являются реакторами непрерывного действия реже используются реакторы полупериодического действия, имеющие непрерывное питание газом. При изучении процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией (хемосорбция), необходимо одновременно рассматривать уравнения диффузии и химической кинетики, так как общая скорость процесса определяется скоростью перемещения реагентов к месту реакции и скоростью химической реакции. [c.137]

Общая теория кинетики абсорбции, сопровождаемой химической реакцией, еще недостаточно развита, поэтому до сих пор отсутствуют обобщенные расчетные зависимости, достаточно полно описывающие этот процесс, и в целом ряде случаев приходится прибегать к специальным методам решения. [c.156]

КИНЕТИКА АБСОРБЦИИ, СОПРОВОЖДАЕМОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ [c.129]

Протекание химической реакции в процессе абсорбции оказывает влияние как на равновесие между фазами (стр. 37), так и на кинетику абсорбции. В этом случае кинетика абсорбции определяется не только скоростью массообмена, но и кинетическими закономерностями реакции. [c.129]

Аксельрод Ю. В.,0 кинетике абсорбции, осложненной химической реакцией, Тепло- и массоперенос в технологических процессах и аппаратах химического производства , Материалы совещания, т. 4, Минск, Изд. Наука и техника , 1968. [c.180]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КИНЕТИКИ АБСОРБЦИИ, ОСЛОЖНЕННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ [c.62]

При больших значениях параметра г (большая величина константы )авно-весия химической реакции) уравнение (П,80) описывает кинетику абсорбции, осложненной необратимой реакцией [31]. Химическая реакция протекает в реакционно-диффузионной зоне, непосредственно примыкающей к поверхности раздела. [c.63]

Эмпирические коэффициенты массопередачи К -а не отражают точные физико-химические закономерности процесса абсорбции, осложненной сравнительно медленной обратимой химической реакцией. Поэтому указанная выше высота затопления рассчитана на основе математической модели кинетики абсорбции (стр. 153). Корректность модели подтверждена обработкой данных, полученных при обследовании промышленных абсорберов Новгородского и Черкасского химкомбинатов отклонение расчетной скорости абсорбции от действительной не превышало 20%. [c.148]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Для ускорения процессов абсорбции в химической технологии часто используют абсорбенты в виде растворов различных веществ, вступающих в химическую реакцию с абсорбируемыми газообразными компонентами, В этих случаях кинетика абсорбции определяется не только интенсивностью Массообмена, ио также скоростью протекания химической реакции. Ускорение абсорбции в рассматриваемом случае можно выразить либо увеличением коэффициента массоотдачи в жидкой фазе при той же движущей силе что и при физической абсорбции, либо увеличением движущей силы (Аж+ ). если сохранить коэффициент массоотдачи для процесса физической абсорбции (р ) М = = Р (Д + б), где б — приращение движущей силы процесса, [c.483]

Броунштейн Б. И., Кинетика процессов абсорбции н л<идкостной экстракции, сопровождаемых обратимой химической реакцией, Труды Гос. института прикладной химии, вып. 49, Госхимиздат, 1962, стр. 162. [c.685]

Часто процесс абсорбции газов сопровождается химической реакцией, когда газ или некоторые его компоненты химически реагируют с жидкостью или ее компонентами, причем реакция может быть как обратимой, так и необратимой. В практически интересных случаях обратимая реакция идет при достаточно высоких скоростях. При этом кинетика процесса лимитируется только стадией физической абсорбции и тогда достаточно исследовать случай необратимой реакции. [c.79]

При описании кинетики абсорбции, сопровождающейся химической реакцией [30], исследуют кинетические закономерности химических реакций как в жидкой (в основном), так и в газовой фазах. При этом ускорение абсорбции за счет химической реакции в жидкой фазе учитывают либо увеличением коэффициента массоотдачи, если принимать движущую силу такой же, как при физической абсорбции, либо увеличением движущей силы, если принимать коэффициент массоотдачи таким же, как при физической абсорбции. [c.71]

Четвертый выпуск сборника содержит краткие сообщения о научно-исследовательских работах, выполненных в СССР в 1967 г. в области массообменных процессов химической технологии. Эти работы посвящены общим вопросам теории массопередачи, кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ — твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, ионообмен, экстрагирование, кристаллизация), а также кинетике процессов, осложненных химическими реакциями. В отдельной главе рассмотрены методы расчета оптимизации и моделирования массообменных процессов. [c.2]

Химические реакции (I) и (2) в процессе абсорбции сероводорода оказывают заметное влияние не только на равновесие между фазами, но и на кинетику абсорбции. Кинетические закономерности реакции дополняют в этом случае кинетику абсорбции, определяемую скоростью массообмена. [c.45]

Наиболее обстоятельные исследования кинетики абсорбции СО 2 аммонизированным рассолом в широких пределах степени карбонизации системы были проведены A П. Белопольским [45]. Исходя из процесса абсорбции, сопровождаемого обратимой химической реакцией между СО 2 и NHg с образованием карбамата аммония, А. П. Белопольский дает следующее уравнение кинетики [c.95]

Кинетика взаимодействия оксидов азота с водными растворами азотной кислоты в присутствии кислорода представляет собой сложный массообменный процесс, сопровождаемый химическими реакциями в газовой и жидкой фазах [6, 48, 51]. Скорость взаимодействия оксидов азота с водой зависит от фнзико-хнмнческих и гидродинамических условий абсорбции. Из рис. 1-37 [c.55]

В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85]

Если предположить, что полная или частичная замена воды Ы-метилпирролидоном не существенно сказывается на механизме и скорости химических реакций, то при моделировании можно использовать кинетическую модель, изложенную выше (см. разд. 6.5). Основанием для такого предположения являются расчеты, выполненные И. Г. Завелевым (МИХМ). Он обработал опытные данные Ю. В. Аксельрода и А. И. Морозова по кинетике абсорбции СО2 водноорганическими растворами МЭА в пленочной колонне и нашел при умеренных степенях карбонизации значения г, весьма близкие к описываемым уравнениям (2.93). Соответственно, для построения локальной модели массопередачи рекомендуется при умеренных степенях карбонизации использовать уравнение (2.40), при высоких степенях карбонизации (а 0,5)—уравнение (6.17). [c.193]

Использование ие-нного способа обработки газов и жидкостей щ)эволяет существенно интенсифицировать те процессы, которые лимитируются диффузионной кинетикой. В наибольшей степени интенсифицируется процесс поглощения хорошо растворимых газов, по мере возрастания роли химической кинетики степень интенсификации уменьшается. При поглощейии плохо растворимых газов или при наличии медленной химической реакции в жидкой фазе процесс абсорбции тоже интенсифицируется, но в меньшей мере. [c.74]

Кинетика абсорбции окиси углерода медноамхмиачным раствором мало изучена. Для расчета размера скрубберов можно принять, что скорость протекающих хи.мических реакций бесконечно вeликa , т. е. что химического сопротивления не существует. Можно также пренебречь сопротивлением абсорбции в жидкой фазе, если плотность орошения медноаммиачным раствором превышает 45 000 кг/час-Л1 сечения скруббера, заполненного кольцами Рашига диаметром 35 мм. Фактором, регу- [c.250]