Коэффициент ускорения при хемосорбции

Решение уравнений хемосорбции для случая обратимой реакции первого порядка приводит к следующим формулам для коэффициента ускорения абсорбции и =Р /Рж(Рж—коэффициент массоотдачи при физической абсорбции) по пленочной модели [311 [c.137]

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]

Считается, что коэффициент ускорения к, определенный опытным путем для конкретного процесса, учитывает влияние всех факторов на параметры хемосорбционного процесса и включает в себя все отличия от процесса физической сорбции. Поэтому в остальном расчет аппарата хемосорбции выполняется как для обычного абсорбера. [c.360]

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]

Сравнение коэффициентов ускорения массопередачи (или скорости абсорбции), рассчитанных по уравнению (2.40) и найденных экспериментально, выполнено для различных физикохимических систем и аппаратов. Исследована массопередача как с необратимой, так и с обратимой химической реакцией. Коэффициенты массоотдачи Рж определены из расчета и экспериментально, причем в отдельных экспериментах одновременно измеряли скорость хемосорбции. В подавляющем большинстве случаев достигнута удовлетворительная для инженерных целей сходимость расчетных и экспериментальных значений скорости массопередачи с химической реакцией (или у) [5, 6, 11, 47, 48, 63, 78]. Приведем некоторые результаты. [c.57]

Таким образом, несмотря на увеличение Рж в 7,5/4,46=1,6 раза, связанное с ростом Кбж вдвое, скорость хемосорбции практически не увеличивается (коэффициент ускорения уменьшается в 1,58 раза). Полученный результат объясняется тем, что нри заданном соотношении параметров М и Я процесс массопередачи практически не зависит от гидродинамических условий. [c.69]

Уравнение (3.17) позволяет найти лишь отношение коэффициентов ускорения. Если допустить линейное распределение А и С (штриховые линии на рис. 3.1,г), как это обычно делают при рассмотрении хемосорбции одного компонента, то ул = "[с-Тогда, учитывая, что у а1Я а 0, находим из (3.9) уравнение для расчета коэффициента ускорения массопередачи в области мгновенной реакции для обоих компонентов [c.80]

Превышение фактической скорости абсорбции над теоретически рассчитанной наблюдается для различных хемосорбционных систем, например для процесса хлорирования толуола в ламинарном потоке [160]. Коэффициенты ускорения массопередачи оказались примерно в 2 раза выше предсказанных теоретически. Поверхностная конвекция обнаружена при взаимодействии аммиака с раствором уксусной кислоты [161] и при. хемосорбции кислорода раствором сульфита натрия. [c.113]

Одномерная диффузионная модель во многих случаях достаточно полно отражает физическую сущность массопередачи в колонных аппаратах. По-видимому, использование однопараметрической модели обеспечивает для большинства практических задач разумное сочетание ясности физической картины, возможности сравнительно несложного определения параметров модели и доступности математического решения. Как показано в гл. 6, метод расчета массопередачи с химической реакцией в жидкой фазе, основанный на использовании системы уравнений (5.6) и (5.7) с коэффициентом ускорения массопередачи, определяемым уравнением (2.58), обеспечивает надежность решения практических вопросов хемосорбции и может быть положен в основу математического моделирования химико-технологических процессов. [c.159]

Получены приближенные уравнения, позволяющие рассчитать скорость хемосорбции, коэффициент ускорения массопередачи, степень исчерпывания хемосорбента на границе раздела фаз. [c.221]

Установлен качественный и количественный характер зависимости скорости хемосорбции от определяющих параметров процесса, выявлены особенности поведения коэффициента ускорения [c.221]

Проведена экспериментальная проверка расчетных уравнений в аппаратах с различной организацией контакта фаз и для различных газожидкостных систем, особенно при высоком уров-не обратимости процесса. Обобщение опытных данных позволяет сделать вывод об эффективности поэтапного расчета скорости хемосорбции (через физический коэффициент массоотдачи в жидкой фазе и коэффициент ускорения массопередачи). [c.222]

Проведен анализ более сложных случаев хемосорбции. Рассмотрена кинетика процесса одновременной хемосорбции двух компонентов газа с параллельными необратимыми химическими реакциями в жидкой фазе. Сопоставление приближенных аналитических и численных решений позволило рекомендовать инженерные методы расчета взаимосвязанных коэффициентов ускорения массопередачи двух передаваемых компонентов газовой фазы в зависимости от степени исчерпывания хемосорбента на границе раздела фаз. [c.222]

Величина коэффициента ускорения к рассчитывается теоретически. Вид уравнения для нахождения х зависит как от порядка и типа реакции, сопровождающей перенос, так и от положенной в основу расчета теории хемосорбции. Для необратимых реакций первого и второго порядков такими теориями являются пле- [c.60]

Используя данные о влиянии ионной силы на константы равновесия и приведенные значения Кш, К2 и Гон , можно рассчитать скорость абсорбции по уравнению теории хемосорбции. Расчет показывает, что коэффициент ускорения очень мал. Данные для расчета абсорбции приведены в книге В. М. Рамма . Показано, что при плот- [c.172]

Представляется перспективным метод моделирования хемосорбции, предложенный Данквертсом [216, 219]. Метод исходит из предположения, что коэффициент ускорения х при одинаковых значениях р тоже одинаков независимо от типа аппарата. Таким образом, моделью промышленного аппарата может служить любой лабораторный аппарат с известной поверхностью контакта, если в нем р такой же, как в образце. [c.160]

Поскольку значения фактора ускорения, рассчитанные из решения системы уравнений (6.69)-(6.72), близки к данным, полученным по пенетрационной теории, то для процесса хемосорбции при умеренных значениях константы скорости реакции величину Ф также можно представить приближенной зависимостью (6-51). Роль гидродинамики потока в этом случае проявляется через параметр М, в котором коэффициент массопередачи определен в зависимости от условий обтекания частицы [c.275]

При расчете требуемой поверхности контакта фаз в условиях хемосорбции ускорение процесса можно учесть увеличением коэффициента массоотдачи р, если считать движу-П1,ую силу процесса такой же, как при физической абсорбции. Тогда коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при протекании химической реакции [c.441]

Температурный коэффициент скорости физической адсорбции невелик. Это связано с тем, что энергия активации физической адсорбции близка к нулю, и ускорение адсорбции с повышением температуры обусловлено, главным образом, только увеличением скорости подвода адсорбтива к поверхности адсорбента в результате роста скорости диффузии. При хемосорбции температурный коэффициент скорости адсорбции имеет тот же порядок, что и при хи- [c.108]

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]

При исследовании влияния вязкости жидкости на коэффициент рж использовали описанный ниже (см. стр. 163) метод, связанный с совместным изучением физической массоотдачи и хемосорбции. При этом десорбировали гелий из растворов щелочи различной концентрации, имевших различный динамический коэффициент вязкости ц, абсорбируя одновременно двуокись углерода из газового потока этими щелочными растворами. Опыты проводили в условиях, при которых данные по хемосорбции СОг позволяли вычислять поверхность контакта фаз. Благодаря этому удалось получить зависимость величины поверхности от (д,, а затем коэффициента массоотдачи р от (г. Найдены также значения коэффициента хемосорбционного ускорения процесса в различных условиях и проведен анализ этих значений. [c.162]

При протекании в жидкой фазе химической реакции абсорбируемый компонент полностью или частично связывается в химическое соединение. Градиент концентраций у поверхности раздела увеличивается. Скорость поглощения возрастает по сравнению со скоростью поглвщения при физической абсорбции. Обычно [13, 14, 17, 27—29] увеличение скорости поглощения в хемосорбционном процессе учитывают путем введения в уравнение массоотдачи в жидкой фазе коэффициента ускорения к, показывающего, во сколько раз при химической абсорбции возрастает коэффициент массоотдачи по сравнению с коэффициентом массоотдачи при физической абсорбции (при одинаковой движущей силе, равной движущей силе процесса хемосорбции) [c.62]

По найденным параметрам системы находят коэффициенты ускорения (х) ири хемосорбции НзЗ и СО2 на контактной сту-иени ио уравнениям [110, 5], а затем коэффициенты массоие-редачи. [c.313]

Следующие соображения позволяют сформулировать количественное ограничение применимости модели кратковременного контакта фаз, связанное с допущением гй с = onst. Исходя из того, что при хемосорбции отношение толщины диффузионного пограничного слоя к характерному линейному размеру L (например, толщина пленки, расстояние между пузырями) долл<по быть много меньше величины коэффициента ускорения массопередачи f, а среднее смещение частиц за время контакта x = xlWx пропорционально у/)лт, можно записать [c.14]

В некоторых работах [65, 86—88] кинетика двухкомпонентной хемосорбции анализируется с более общих позиций. Из интересных сообщений следует отметить возможность появления максимума зависимости коэффициента ускорения от кинетического параметра в отличие от монотонно возрастающей зависимости у (Я) для хемосорбции одного компонента [87]. Однако приближенные аналитические решения, полученные в указанных работах, фактически не могут быть в общем случае рекомендованы для расчета скорости поглощения каждого из компонентов. Так, вывод К. Онда с сотруд. [87] о справедливости полученного ими приближенного аналитического решения в произвольной области протекания процесса нельзя считать убедительным. [c.76]

Авторы сопоставили результаты расчетов коэффициента ускорения, выполненных аналитически и численно. Однако последнее решение получено для крайне ограниченного диапазона изменения параметров (1<Ял=Яс<30 Лр = Ср Вж1Ар = = Вж/Ср=10 стехиометрические коэффициенты равны). При принятых условиях задача сводится к отысканию у для случая поглощения одного компонента, где хорошее согласие аналитического и численного решений было известью и ранее [35]. По указанным причинам использование имеющихся решений в настоящее время затруднено. Поэтому в инженерных расчетах двухкомпонентной хемосорбции, как правило, ориентируются на эмпирические данные, что в связи с большим числом независимых переменных сильно осложняет моделирование процесса. Поэтому ниже полученные приближенные решения сопоставлены с численными решениями для установления границ применения расчетных уравнений. Физически обосновано, что границы применения того или иного аналитического решения зависят от интенсивности расхода хемосорбента, косвенно характеризуемой величиной его безразмерной концентрации на поверхности раздела Вр/Вж- [c.76]

Анализ системы уравнений (3.1) — (3.3) показывает, что в общем случае кинетические закономерности двухкомпонентной хемосорбции определяются величиной безразмерных параметров Ма, Мс, вв = Вв/Г>А, с = Ов/Ос, Яа и Яс. в гл. 2 показано применительно к хемосорбции одного компонента, что расчет скорости поглощения может быть сведен к раздельному определению Рж и у, причем значения у не слишком чувствительны к виду модели, особенно при 0вл 1. Это позволяет искать у на основе упрощенных, но доступных для решения моделей. Ввиду сложности получения даже приближенного решения системы дифференциальных уравнений (3.1) — (3.3) коэффициенты ускорения уа и ус целесообразно искать без учета конвективного переноса вещества. [c.77]

Из уравнений (3.9) и (3.10) следует, что при одновременной хемосорбции двух компонентов газа уА и ус зависят друг ог друга, причем коэффициент ускорения для каладого из комно-нентов уменьшается по сравнению с у, рассчитанным для случая поглощения одного компонента. В табл. 3.1 приведены наиболее важные приближенные уравнения для расчета ул и ус, полученные различными авторами. [c.78]

Таблица 3.1. Расчетные уравнения для коэффициентов ускорения массопередачи при двухкомпонентной хемосорбции

Рис. 3.2. Коэффициенты ускорения массопередачи ул и с нри двухкомио-пентной хемосорбции [результат численного решения (65) ул — сплошные линии, Чс — штриховые линии] а — Я = 5-, /И(,0 = 5 цифры на. иичиях — Л1д0д б — = 10 = 10 цифры на линиях —

Анализ явления поверхностной конвекции указывает на необходимость учета увеличения скорости массопередачи не только для массообменного, но и для хемосорбционного процесса. Первая попытка применения экспериментальных значений Рж, полученных в условиях хемосорбции, для анализа данных по кинетике хемосорбцип была сделана в работе П. Бриана [140], но для ограниченного диапазона изменения параметров (7 = = 5—10 Л4 = 0,75 и 1,5). В результате этого были скорректированы значения коэффициентов ускорения массопередачи. [c.129]

Кузьминых [189] предложил определять Рг и Рж путем проведения опытов по одновременным испарению воды и десорбции Ог в данном случае наиболее просто обеспечиваются одинаковые гидродинамические условия, а следовательно, и поверхность контакта. Это предложение получило дальнейшее развитие в ряде работ [194, 132, 133], в частности, при нахождении коэффициента ускорения х с одновременным определением при хемосорбции и Рж при физической абсорбции. При этом одновременно с проведением хемосорбции (для нахождения ) проводили десорбцию из раствора инертного компонента (например. Не, СзНб, NzO) с определением при нахождении х последняя величина должна быть скорректирована с учетом различия в >ж, как указано выше. Такой прием особенно полезен, если ж значительно меняется при протекании хемосорбции, как, например, при абсорбции СОг растворами этаноламинов. [c.148]

Теория хемосорбции разрабатывается в течение нескольких десятилетий [45 56 134]. ЕщеХатта [134] предложил определять скорость хемосорбции как произведение скорости физической абсорбции при максимально возможной движущей силе, выраженной через сопротивление жидкой фазы, на коэффициент х ускорения массопереноса [109], определяемый из выражения [c.18]

В условиях хемосорбции ускорение поглощения абсорбтива в жидкой фазе по сравнению с физической абсорбцией обычно учитывают увеличением коэффициента массообмена в жидкой фазе Р , считая при этом движущую силу процесса такой же, как при физической абсорбции [c.244]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология