Скорость абсорбции жидкости

Е — коэффициент ускорения абсорбции, т. е. число, показывающее, во сколько раз количество газа А, абсорбированного в условиях неустановившегося процесса за время (, увеличивается из-за наличия химической реакции в жидкой фазе, или во сколько раз скорость абсорбции перемешиваемой жидкостью увеличивается вследствие протекания реакции, или [c.12]

Абсорбируемый газ. Концентрация растворенного газа в жидкости первоначально одинакова и при любом д равна А . В момент времени t = О концентрация растворяемого газа у поверхности жидкости (д = 0) изменяется до А, и в дальнейшем это значение поддержи вается постоянным. На расстоянии, достаточно удаленном от по верхности (чтобы там не происходило никаких изменений под влия нием диффузии компонентов от этой поверхности или к ней), т. е при л = оо, концентрация растворенного газа остается равной А Скорость абсорбции газа определяется, как видно из уравнения (1,1) градиентом концентрации а газа А у поверхности [c.24]

В литературе представлен ряд гидродинамических моделей поверхности раздела жидкость — газ. Некоторые из них будут здесь обсуждены. Все гидродинамические модели основаны на предположении о нулевом градиенте скорости в жидкости. Однако необходимо напомнить, что условие нулевого градиента скорости у границы раздела системы газ — жидкость является не очень строгим применительно к теории химической абсорбции, хотя можно показать, что в большинстве случаев отношение скоростей массопереноса в жидкости при наличии или отсутствии химической реакции не зависит от частных гидродинамических условий в ней. [c.14]

Анализ таких процессов основан на определении концентрации растворенного газа в объеме жидкости. Действительно, скорость абсорбции определяется уравнением [c.32]

Кинетический режим — единственный режим, для которого скорость абсорбции пропорциональна задержке жидкости. Следовательно, его можно выявить на основании экспериментальных данных. [c.35]

Уравнение (3.20) экспериментально подтверждено в ряде работ [6—8]. В большинстве случаев, действительно, было показано, что коэффициент абсорбции не зависит от гидродинамических условий в жидкости и скорость абсорбции пропорциональна поверхности раздела фаз. Оба эти факта сами по себе не утверждают правомерность уравнения (3.20), поскольку в любом процессе с быстрой реакцией, как было показано в разделе 3.1, проявляются указанные выше закономерности. [c.45]

Очень важным свойством решения уравнения (5.9), даже в его общей форме, является то, что отношение скоростей химической и физической абсорбции не зависит от времени диффузии. Это объясняется тем, что при увеличении скорости абсорбции, вследствие химической реакции, стадии, лимитирующие скорость процесса, меняются местами. При повышении скорости абсорбции за счет химической реакции стадией, лимитирующей скорость процесса, становится диффузия второго реагента из объема жидкости по направлению к границе раздела фаз, а не диффузия абсорбированного компонента от границы раздела в объем жидкости, или иными словами, первый процесс протекает при более высокой общей движущей силе. [c.62]

Величина М равна отношению скорости потока жидкости к скорости потока газа. Эту величину можно принять близкой к единице (обычно Л = 1,3), В процессе химической абсорбции величину М можно взять меньше единицы, поскольку количество газа, которое может быть растворено в данном объеме жидкости, намного больше с, так как абсорбирующийся компонент претерпевает химическое превращение. [c.80]

Эта особенность применительно к процессу абсорбции в насадочной колонне предопределяет два важных результата. Прежде всего, если сопротивление массопереносу в газовой фазе незначительно, скорость абсорбции не зависит от. скорости движения жидкости, по крайней мере пока последняя не влияет на величину поверхности раздела, приходящуюся на единицу объема. Во-вто-рых, скорость абсорбции на единицу объема Va прямопропорциональна величине поверхности раздела фаз и, следовательно, величину скорости абсорбции можно использовать для определения величины поверхности раздела а. Подробно это будет рассмотрено в разделе. 8.3. [c.90]

При выполнении условия (9.2) процесс называется протекающим во внутреннем реакционном режиме. В этом случае фронтальная плоскость реакции располагается где-то в пределах жидкой фазы. Как только нарушается условие (9.2), так падает до нуля поверхностная концентрация абсорбируемого компонента реакция протекает на поверхности раздела газ — жидкость и скорость абсорбции выражается уравнением [c.101]

Тенденция к равенству величин к для физической и химической абсорбции проявляется только при высоких скоростях движения жидкости отсюда ожидается, [c.110]

Коль [37] представил данные по абсорбции в тарельчатой колонне, которые коррелировались уравнением, аналогичным уравнению (13.32). Коль и Ризенфельд [1] сделали довольно полный обзор данных, показав, что, как правило, общий коэффициент абсорбции не зависит от скорости потока газа и уменьшается с увеличением скорости потока жидкости, уменьшением величины 6, увеличением Со и уменьшением парциального давления СОг- Все [c.154]

Т. е. скорость абсорбции не зависит от концентрации компонента В в жидкости и сопротивление переносу массы оказывает только пограничная пленка со стороны газовой фазы. [c.255]

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]

Критерий подобия скоростей абсорбции можно вывести из уравнения массообмена со стороны жидкости или газа. Для газовой фазы [c.457]

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]

Таким образом, при первоначальном соприкосновении жидкости и газа скорость абсорбции бесконечна и уменьшается со временем. Количество газа Q, абсорбированного единицей поверхности за время I, равно [c.44]

Когда 1 С К М Ес значения Е лежат на прямом участке ВС линии AB , что соответствует достаточно продолжительному контакту газа и жидкости или достаточно быстрой реакции для выполнения соотношения (111,16). При этом QU = A Y и Е = YМ.. Скорость абсорбции здесь не зависит от времени контакта. [c.53]

Вторая из записанных реакций слишком медленна, чтобы непосредственно влиять на скорость абсорбции. Абсорбер при этом конструируют таким образом, чтобы иметь большой объем жидкости при относительно малой удельной поверхности (по сравнению, например, с обычными насадочными или тарельчатыми колоннами). Подобная конструкция обусловлена необходимостью обеспечения достаточного времени для прохождения второй реакции. [c.61]

При стекании жидкости ио наклонной или вертикальной поверхности характер движения потока может быть турбулентным (как, наиример, в колонне с орошаемой стенкой, рассмотренной в главе IV, при достаточно высоких значениях числа Рейнольдса). Кроме того, скорость абсорбции может быть увеличена и при ламинарном течении за счет волнообразования на поверхности и возникающих при этом конвективных перемещений. В точках контакта отдельных элементов поверхности часто происходит периодическое смешение слоя жидкости при его стекании по насадке по вертикальному ряду дисков или шаров. [c.98]

При диффузии газа в жидкость, с которой он химически взаимодействует, может происходить повышение температуры вблизи поверхности абсорбента, во-первых, из-за экзотермичности физической абсорбции, а во-вторых (в еще большей степени), вследствие экзотермичности химической реакции. При достаточно большом увеличении температуры это может отразиться на скорости абсорбции вследствие воздействия на растворимость, коэффициент диффузии и скорость реакции. В последующих расчетах принимается, что потери тепла с поверхности жидкости в газовую фазу отсутствуют. Разумеется, при наличии таких потерь повышение температуры поверхности будет менее значительным, поэтому полученный результат дает завышенное, по сравнению с действительным, значение температурного роста. [c.61]

При получении всех приведенных выше уравнений принималось, что газ и жидкость мгновенно приходят в равновесие в плоскости поверхности жидкости, поэтому концентрация растворенного газа у поверхности мгновенно достигает значения А, соответствующего условиям насыщения. Однако, согласно этим уравнениям, скорость абсорбции в начальный момент будет бесконечной величиной. В действительности же она никогда не может быть больше скорости, с которой молекулы газа подводятся к поверхности, и концентрация А, у поверхности лишь асимптотически приближается к- значению А для условий насыщения. Если газовая фаза состоит лишь из одного растворяемого газа, то частота соударений его молекул с поверхностью Rn, выраженная в моль/(см -сек), составляет [c.73]

Слои адсорбированных инородных молекул могут воздействовать на перенос молекул газа (пара) через поверхность раздела и способствовать возникновению поверхностного сопротивления. Например, монослои некоторых веществ подавляют испарение воды с поверхности . Подобные эффекты вряд ли могут оказывать серьезное влияние на характеристики промышленных или экспериментальных аппаратов, в которых происходит постоянное обновление поверхности, так как для создания адсорбционных слоев требуется заметное время. Однако в определенных условиях поверхностно-активные вещества могут снижать скорость абсорбции, подавляя свободное движение поверхности жидкости. [c.75]

Измерив скорость абсорбции экспериментально и вычислив <3 1)И по уравнению (IV,6), а время контакта 1, меняющееся при изменении расхода и жидкости или высоты к пленки, по уравнению (IV,5), можно определить Q (t) в функции от t. [c.80]

На рис. 1У-3, в показана полиэтиленовая втулка, которую можно перемещать и устанавливать на определенной высоте трубки На внешней поверхности втулки были прорезаны три вертикальные канавки. По достижении верха втулки жидкость стекала далее по этим канавкам, оставляя остальную поверхность не смоченной. Застойная пленка ири этом возникала только в канавках, которые выступали на 1—2 см выше неподвижного уровня жидкости. Так как поверхность жидкости в канавках составляла менее 2% общей поверхности стекающей пленки в колонне, то и ошибка не превышала этой величины. Эффективность описанного устройства для устранения влияния застойной пленки в нижней части колонны была продемонстрирована путем сопоставления скоростей абсорбции СОз водой, измеренной экспериментально и найденной расчетом (растворимость и коэффициент диффузии СОз в воде хорошо известны). [c.82]

IV-1-4. Ламинарная струя. Струя жидкости входит в пространство, занятое газом, через круглое отверстие и удаляется из этого пространства через несколько большее отверстие. Если рассматривать струю как равномерно движущийся цилиндрический стержень диаметром (1, то время соприкосновения с газом каждого элемента ее поверхности будет равно частному от деления длины Н струи на ее скорость и, равную Аь пс1 ), где V — объемный расход жидкости. Тогда, если измерить скорость абсорбции д газа струей, то можно вычислить количество <3 ( ), абсорбированное единицей площади поверхности за время контакта /, равное [c.84]

Совместное решение уравнений (111,8), (IV,И) и (IV, 12) приводит к следующему выражению для скорости абсорбции газа (в отсутствие реакции) струей жидкости [c.86]

Водопроводная вода, а также вода, длительное время находившаяся в контакте с воздухом, содержит растворенные газы, главным образом кислород. Он десорбируется из жидкости в абсорбционном пространстве и разбавляет абсорбируемый газ, что понижает скорость абсорбции. Этот эффект может быть незначительным, если поддерживать постоянный проток газа через абсорбционную камеру. Скорость абсорбции при этом определяют путем измерения расходов входящего и выходящего газа или анализа жидкости. [c.87]

Если газ не выводят из абсорбционной камеры, можно работать и без его предварительного насыщения. Как уже было сказано, парциальное давление газа у поверхности жидкости и в этом случае будет равно разности между общим давлением и парциальным давлением водяного пара (т. е. известно). При этом парциальное давление пара не будет одинаковым во всех прочих (кроме примыкающих к поверхности) точках абсорбционной камеры, меняясь от точки к точке. Для достижения стационарного распределения парциального давления в пространстве может потребоваться заметное время. Это следует учитывать при определении скорости абсорбции по расходу вводимого газа (без вывода газа из установки и без его предварительного насыщения). [c.89]

Рассмотрим сначала чисто физическую абсорбцию, при которой газ растворяется в жидкости, не вступая в химическую реакцию. Для этого случая экспериментально установлено, что скорость абсорбции выражается следующим образом [c.99]

Растворы гиалуроновой кислоты очень вязкие и выполняют в организме функцию смазочного материала. Гидролитический фермент ги-алуронидаза, присутствующий во многих бактериях, в змеином и пчелином ядах и в различных животных тканях, называют фактором проникновения, так как о увеличивает диффузию токсинов, лекарственных веществ (и красок) при подкожной инъекции. Большое практическое значение имеет гиалуронидаза, присутствующая в сперматозоидах и участвующая в процессе оплодотворения. При подкожном введении больших объемов лекарств она увеличивает скорость абсорбции жидкости тканями и таким образом предупреждает образование опухоли в местах ргнъекции и увеличивает эффективность терапевтических средств. [c.564]

При известном объеме жидкости можно рассчитать и величину F/Ф без знания величины поверхности раздела. Следовав тельно, если данные о скорости абсорбции получены в кйнетиче-ском режиме, то легко вычислить величину г. Этот факт широко используется для получения кинетических данных газо-жидкост-ных реакций. К сожалению, большинство опубликованных данных неполно или, по крайней мере, сомнительно, потому что никаких предварительных исследований, подтверждающих наличие кинетического режима, обычно не проводится. Очевидно, если данные по абсорбции при невыполнении условия (2.11) интерпретировались на основе уравнения (2.13), то получена заниженная скорость реакции вследствие того, что истинная движущая сила была меньше, чем предполагается по уравнению (2.13). [c.35]

Следует упомянуть о распространении уравнения (4.5) на случай сферической пленки жидкости. Попытка распространения была предпринята Ратклифом и Холдкрофтом [6. К сожалению, эти авторы допустили математическую ошибку в выводе, приводящую к уравнению, которое при —> оо не обеспечивает требуемой пропорциональности между скоростью абсорбции и корнем квадратным из к. Ошибка была отмечена Астарита [7] и дано точное решение задачи Ратклифа и Холдкрофта, основанное на упрощающей гипотезе, рассмотренной для аналогичной задачи физической абсорбции Линном, Страатемейером и Крамерсом [8]. [c.52]

Таким образом, очень легко рассчитать коэффициент абсорбции и поверхность раздела фаз. Важно отметить, что /г проиор-ционален корню кубическому скорости потока жидкости, в отличие от ламинарной струи, где коэффициент абсорбции пропорционален квадратному корню из Оь- Пропорциональность величине 0 / [c.94]

Ранние исследования абсорбции СОг буферными растворами с помощью лабораторных абсорберов были проведены Кеннеди [23, 24] и Ропером [16]. Ропер исследовал влияние скорости движения жидкости, содержания бикарбоната, общей концентрации и температуры на скорость абсорбции, проводимой в дисковой колонне. Его данные подтвердили выводы Комстока и Доджа [15] и Фурнеса и Беллингера [14], которые будут обсуждаться в разделе [c.128]

Результаты работы Комстока и Доджа были подтверждены Ропером [16] в его работе с использованием дискового колонного абсорбера. Фурнес и Беллингер [14] показали, что общий коэффициент абсорбции почти не зависит от скорости газа и возрастает с увеличением скорости потока жидкости. Отсюда ясно, что определяющим является сопротивление массопереносу в жидкой фазе. [c.131]

Информация о кинетике реакций может быть получена по результатам изучения общей скорости абсорбции (см. главу И1). Кроме того, известна методика, основанная на быстром смешении двух растворов, содержащих реагенты, и последующем протекании смеси по узкой трубке с высокой скоростью. При этом процесс идет в установившихся условиях, а степень взаимодействия в различных точках трубки (а следовательно, — через различные промежутки времени после смешения) оценивают по результатам измерений температуры или окраски индикатора. Используют также методику с мгновенной остановкой потока смешанной жидкости и замером (например, оптическим методом) изменения ее состава со временем в определенной точке трубки. Методы изучения кинетики быстрых реакций приведены в обзоре Кэлдина . [c.41]

Тамман и Джессен измеряли скорости абсорбции различных газов водой для определения коэффициентов диффузии, устранив конвекцию путем отвердения жидкости при добавлении к ней агар-агара. Однако такие добавки, превращающие жидкость в студень, могут, согласно Куинну и Блейру сами по себе воздействовать на ди4к )узионный процесс или на реакции, сопровождающие абсорбцию газа. Поэтому лучше не вносить дополнительные неясности, связанные с их использованием. [c.77]

Если Q 1) выражает количество газа, абсорбированного единицей поверхности за время контакта то средняя скорость абсорбции за это время равна Q 1)И. Так как общая площадь поверхности жидкости, экспонируемой газу, составляет лйк, то общая скорость абсорбции д (в моль1сек) пленкой связана с Q ( ) соотношением [c.79]

Влиянием волн можно пренебречь. Произвести следующие расчеты а) вычислить толщину пленки б) вычислить продолжительность контакта поверхности с газом в) вычислить общую скорость абсорбции СО2 при ее давлении 1 атм г) проверить характер движения пленки д) определить для низа стержня расстояние от поверхности в глубь жидкости, на котором концентрация СО2 составляет 1% от Л е) вычислить скорость в этой точке, выразив ее значение в виде доли от скорости жидкости у поверхности ж) если бы СО2 абсорбировали раствором 0,5 моль л NaOH в тех же условиях, как следует уменьшить давление СО2, чтобы устранить обеднение реагентом у поверхности з) какова тогда будет общая скорость абсорбции [c.83]

Скривен и Пигфорд использовали фигурное сопло, дававшее несужающуюся струю диаметром 1,5 мм. При измерении скорости абсорбции СО2 водой были получены результаты, хорошо согласующиеся с предсказанными на основе предположения о стержнеподобном потоке жидкости (продолжительность 3 мсек и более). Последующий анализ гидродинамики струи, предпринятый Скри-веном и Пигфордом показал, что ошибка, обусловленная допущением однородного стержневого потока жидкости, вряд ли могла быть более 2—3%. [c.85]

Преимущество рассматриваемого типа абсорбера перед колонной с орошаемой стенкой заключается в том, что путь поверхности жидкости здесь достаточно короток, чтобы волнообразование отсутствовало без всякого специального добавления поверхностно-активных веществ. В то же время концевые эффекты малы, поскольку они ограничены лишь опорным стержнем и не оказывают воздействия на течение жидкости по основной поверхности. Анализ экспериментальных результатов достаточно прост, если растворяемый газ не взаимодействует в растворе (как рассмотрено выше) или вступает в мгновенную реакцию псевдопервого или псевдо-т-огр порядка [см. уравнение (111,17) или раздел П1-3-5], вследствие чего скорость абсорбции одинакова во всех точках поверхности. В других случаях анализ скорости абсорбции затруднен из-за сравнительной сложности гидродинамики потока по шаровой поверхности. Приближенное решение для умеренно быстрой реакции первого порядка было получено Дж. Астарита [c.87]

Расход жидкости и, см 1сек. . 0,10 0,20 0,30 0,40 Скорость абсорбции д при указанных выше условиях, [c.96]

Л КОл1)/г 4.6,95.10-6/1,48-10-6.4и где д — общая объемная скорость абсорбции при расходе жидкости и. [c.96]