Системы жидкость в газе

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]

Особенности фазового равновесия в системе жидкость — газ Литература. ............. ........ [c.318]

Отметим, что многофазные системы используются во многих химических концепциях. В дальнейшем мы будем рассматривать их на примере систем, состоящих из жидкой и твердой фаз, а также из несмешивающихся жидкостей. Системы жидкость — газ (пар) должны быть известны читателю из инженерной химии, так как они связаны с теорией типовых процессов — дистилляции, ректификации, абсорбции [20]. [c.182]

Распределение вещества в системе жидкость — газ определяется в идеальном случае двумя предельными законами. Распределение растворителя определяется законом Рауля, а распределение газа — законом Генри, которые соответственно формулируются в виде [c.96]

Превращения в системе жидкость (газ) — жидкость. В такой системе превращения проводятся с целью получения необходимых продуктов или извлечения определенного компонента из какой-либо фазы. К первой группе этих процессов относится, например, нитрование органических соединений смесью азотной и серной кислот (процесс в системе двух несмешивающихся жидкостей) или хлорирование жидких ароматических углеводородов (процесс в системе газ — жидкость). Примером второй группы процессов может служить очистка синтез-газа с помощью абсорбции нежелательного компонента жидкостью, в которой проходит химическая реакция с этим компонентом. [c.250]

При отсутствии циркуляции внутри частицы уравнения конвективной диффузии сводятся к уравнению молекулярной диффузии. Будем рассматривать массообмен, осложненный прямой бимолекулярной реакцией дробного порядка. Для обратной реакции приведем два случая -мономолекулярную и бимолекулярную реакцию. Рассмотрим общий случай соизмеримых сопротивлений фаз. Циркуляцией внутри частицы можно пренебречь в системе жидкость-газ из-за больщих значений д или при наличии ПАВ, тормозящих циркуляцию. [c.284]

Для некоторых химических процессов, идущих в системе жидкость — газ с большим теплообменом, успешно применяют [c.252]

Основные закономерности распределения вещества между жидкой и газовой фазами, так же как и методы экспериментального изучения состава равновесных фаз в широком интервале изменения давления, детально рассматриваются в ряде специальных справочников и монографий. Поэтому остановимся лишь на некоторых закономерностях равновесия в системе жидкость — газ, которые, на наш взгляд, могут оказаться наиболее полезными при разработке реакторных устройств. [c.96]

Ключевой задачей теории является определение степени затухания коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Недостаточная разработанность теории турбулентности вообще и особенно в применении к системам жидкость—газ не позволяет пока сделать это строго, исходя лишь из гидродинамических соображений. Однако количественная оценка характера затухания возможна на основе надежных экспериментальных данных о зависимости коэффициента массоотдачи от коэффициента молекулярной диффузии. Показатели степени в законе затухания коэффициентов турбулентного обмена и в зависимости к от Оа связаны простым соотношением. Поэтому выявление характера влияния О а на ки по выражению Д. А. Франк-Каменецкого позволяет как бы физико-химически зондировать пограничный слой. В частности, для свободной границы жидкость-газ, как будет показано ниже, многочисленными экспериментальными работами в большинстве практически важных случаев установлена пропорциональная зависимость между к и коэффициентом молекулярной диффузии в степени 0,5. Это соответствует полученным на основании некоторых допущений предсказаниям основанным на квадратичном законе затухания. Доп. пер. [c.101]

Как следует из гл. 1, для реакций с наличием двух и более фаз в потоке, т. е. гетерогенных, необходимо изучать кинетику в условиях сильного перемешивания, исключающего влияние на процесс диффузии компонентов реакции между фазами. Это относится и к системам жидкость — жидкость, и к системам жидкость — газ. Однако в аппаратурном отношении здесь имеются некоторые различия, также как и для гетерогенно-каталитических реакций с обоими типами потоков. [c.67]

Известны случаи, когда при повышении температуры суммарная скорость реакции в системе жидкость — газ даже понижается из-за резкого уменьшения объема жидкой фазы и растворимости газообразных реагентов. [c.80]

ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ ЖИДКОСТЬ — ГАЗ [c.96]

Возможности расчета и корреляции данных о равновесии в системе жидкость — газ значительно возрастают, когда речь идет [c.98]

Выше были приведены простейшие и наиболее широко известные соотношения, описывающие растворимость газов и распределение вещества в системе жидкость — газ. Естественно, что существующие сегодня методы приближенного расчета констант фазового равновесия этим не ограничиваются. Существует целый ряд более сложных методов расчета этих констант в системе жидкость — газ, которые не являются, однако, универсальными и пригодны лишь для определенных систем и в определенных условиях. Подробный разбор этих методов и рекомендации по их использованию даны Адлером и Палаццо [56, 57], а также Ридом и Шервудом [58]. [c.99]

Величина -ф в системах жидкость—жидкость и особенно в системе жидкость—газ является функцией температуры (см. раздел 5.2). В системе жидкость— жидкость зависимость эта выражается формулой Нернста [c.179]

Метод фотографирования имеет, однако, и ряд недостатков. К системе жидкость—газ метод фотографирования применим лишь в случае, когда имеет место пузырьковая или ячеистая структура. При больших объемных долях дисперсной фазы и в окрашенных системах удается сфотографировать лишь тонкий слой двухфазного потока. При фотографировании колонн круглого сечения происходит искажение горизонтального масштаба, которое может достигнуть 10 — 15%. Чтобы избежать искажения, на колонну одевают муфту четырехугольного сечения и заполняют пространство между стенками муфты и колонной жидкостью. [c.277]

Как было отмечено в предыдущей главе (см. раздел 11.6), формула Хигби дает хорошие результаты при расчете массопередачи в системе жидкость—газ. Применительно же к системе жидкость— жидкость в ряде случаев наблюдаются значительные отклонения величин, вычисленных по формуле Хигби, от данных эксперимента. [c.240]

Положительной чертой аппаратов этого типа является их высокая производительность, что особенно существенно в случае противотока, и простота. Недостатки подобных аппаратов — низкое значение объемных коэффициентов межфазного обмена и сильное продольное перемешивание, особенно в системе жидкость—газ. [c.245]

Простейшим типом тарелок являются перфорированные тарелки с переливными патрубками, которые обычно используются для системы жидкость—жидкость. Для системы жидкость—газ применяются и другие типы тарелок колпачковые, провальные и т. п. Детальное описание тарелок различных конструкций приведено в книгах Кафарова [3], Трейбала [4] и Рамма [51. [c.245]

Еслп проследить за образованием капель или пузырей, то независимо от конструкции распылителя, изменяя объемную подачу диспергируемой фазы, можно наблюдать два основных режима образования диспергированных частиц. При малых объемных скоростях дисперсной фазы происходит образование единичных капель плп пузырей на конце сопла либо в отверстиях перфорации. При больших объемных скоростях диспергируемой фазы она вытекает в внде струи, которая на некотором расстоянии от выходного отверстия распадается на отдельные капли или пузырьки. Как для системы жидкость—жидкость, так и для системы жидкость—газ существует более детальная классификация режимов диспергирования. Так, для системы жидкость—жидкость различные исследователи описывают от трех до пяти областей истечения [4]. [c.275]

Очевидно, что в системе жидкость—жидкость, где поверхностные силы малы, распад частиц иод воздействием турбулентных пульсаций более вероятен, чем в системе жидкость—газ. Распад частиц имеет место только ири Не >10. [c.288]

Мелкие сферические пузырьки ведут себя подобно твердым шарикам, прп Ке 1 подчиняются закону Стокса. Стоксово движение пузырьков наблюдается обычно при 0,035 см. При Ке 1 (0,035 см < < 0.07 см) вследствие возникновения внутренней циркуляции скорость пузырьков увеличивается быстрее, чем следует из закона Стокса, и практически мало отличается от величин, вычисленных по Адамару. Применительно к системе жидкость-газ формула (14.123) должна быть записана в виде [c.299]

Поверхностная активность растворов ПАВ в системе жидкость — газ при 1 = 20 С и изменении концентрации от0 до0,02% до дС, мДж/(м -%) 1500 2075 2050 [c.77]

Наибольщее распространение в литературе получила модель обновления поверхности, предложенная Кишиневским [16, 17] и Данквертсом [18]. В основе этой модели лежит представление о непрерывной замене элементов жидкости (или газа), прилегающих к межфазной поверхности, новыми элементами, поступающими на поверхность вследствие турбулентного перемешивания. В течение промежутков времени, когда элемент пребывает на поверхности, процесс массопередачн описывается, как и в теории Хигби, уравнением нестационарной диффузии в полубесконечной неподвижной" среде. Для характеристики интенсивности обновления вводится понятие среднего временл пребывания элементов жидкости на поверхности Дт. Первоначально такая картина была предложена -для описания массообмена в системах жидкость — газ, однако в дальнейшем ее стали использовать и для описания других систем, в частности систем жидкость — твердая стенка [19]. [c.173]

Углеводородные газы из газосепаратора и стабилизатора направляются на дальнейшую переработку — газофракционирование — для разделения на соответствующие фракции, а при необходимости и на отдельные компоненты. Разделение газовой смеси па компоненты пли фракции непосредствепно из газовой фазы связано с большими трудностями. Более просто п экономически целесообразно проводить разделение двухфазной системы жидкость — газ, для чего часть углеводородных газов ожижают. [c.262]

У-1-2. Модели со спокойной поверхностью . Когда вещество (или тепло) переходит от твердой поверхности к турбулентно движущейся жидкости, вблизи твердой стенки имеется область, где перенос осуществляется исключительно за счет молекулярной диффузии (или теплопроводности). С увеличением расстояния от стенки становится все более существенным, а затем и преобладающим конвективный перенос путем турбулентных перемещений. В моделях со спокойной поверхностью наличие подобной ситуации принимается и для массо-обмена в системах жидкость — газ со свободной границей фазового раздела. При этом в отличие от пленочной модели, постулирующей существование резкой границы между неподвижной пленкой и основной массой жидкости, переход от чисто молекулярного к преобладающе конвективному переносу с удалением от поверхности рассматривается здесь как постепенный. [c.101]

Бабак В. Н., Холпанов Л. П., Малюсов В. А., Жаворонков Н. М., в сб. Тепло- и массоперенос , т. 4, Минск, 1972, стр. 227. Установившийся массообмен в системе жидкость—газ в условиях ламинарного нисходящего прямотока, осложненный химической реакцией псевдопервого порядка. [c.268]

Т h о m р S о п D. W., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 243 (197b). Влияние подвижности межфазной поверхности на массопередачу в системах жидкость—газ (при воздействии градиентов поверхностного натяжения и плотности и в присутствии поверх-ностно-активных веществ в условиях абсорбции и десорбции различных газов). [c.290]

В и идкой фазе гетерогенно-каталитические процессы осуществляют в двух вариантах с однофазным и многофазным (обычно двухфазным) потоком. Наиболее часто встречается система жидкость — газ — твердый катализатор. При этом жидкость образует снлоншую, а газ дисперсную фазу. Системы этого рода имеют место в наиболее важных жидкостных гетерогенно-каталитических процессах (гидрирование, окисление, алкплирование, хлорирование и др.). Таким образом, системы в целом являются двух- или трехфазными. [c.47]

Система уравнений (7.1)—(7.2) предполагает, что реакции протекают в сплошной фазе, хотя реакционной принципиально может быть и дисперсная фаза. Реже встречаются случаи, когда реакция протекает в обеих фазах. В реакционных системах жидкость — газ реакция обычно протекает в жидкой фазе. В системах жидкость — жидкость различить реакционную и транспортную фазы обычно не составляет труда. Как показал Скривен [1], в общем случае реакция протекает в той фазе, где реагент более разбавлен и медленнее диффундирует. Специальные методы определения реакционной фазы разработаны Абрамзоном [2—5]. [c.113]

А , д И И х. с — химические потенциалы реагента в фазах в стандартном состоянии), а в системе жидкость—газ уравнением Валенти-нера—Ланнунга [37] [c.179]

Зависимость ф от Т, особенно в системах жидкость—газ, достаточно велика. Известно [38, 39], что скорость газовой абсорбции падает с увеличением температуры. Даже при наличии значительного теплового эффекта абсорбции или хемосорбции скорость процесса резко уменьшается [40, 41]. При проведении химических реакций в системе жидкость—газ уменьшение коэффициента распределения в ряде случаев приводит к уменьшению скорости суммарного процесса с ростом температуры. Подобный эффект отмечался еш е Боденштейном [42], а впоследствии наблюдался и дру-гиьти исследователями [43, 44]. [c.179]

Прп расчете термической устойчивости реакторов в системе жидкость-газ существует еще одпн важный фактор, который оказывает большое влияние на тепловой баланс системы, особенно в области низких и средних давлений. Дело в том, что уравнения теплового баланса (9.3) и (9.4) являются приближенными. Термодинамически более корректным является уравнение теплового баланса вида [c.180]

В системах жидкость—газ разность Яд —Н представляет собой теплоту испарения жидкости. Естественно, что энтальпийное слагаемое в уравнении (9.98) оказывает существенное, а иногда и доминирующее влияние на весь энергетический баланс процесса. Существенное влияние перераспределения вещества между фазами на термическую устойчивость ДЖР было показано Лайбеном [45] путем анализа приближенной кинетической модели процесса. [c.180]

Необходимо отметить, что расчетные формулы, приведенные в этой главе, в равной мере примепимы для расчета массопередачи и теплопередачи между частицей дисперсной фазы и сплошной фазой как в системе жидкость — жидкость, так и в системе жидкость — газ. Хотя в ходе изложения мы пспользовалп различные термины (капля, пузырь, частпца), одпако тот илп иной термин означает лишь, что донная формула на практике чаще может быть применена для расчета процессов переноса в той плп иной системе. Так, например, формула Кронига и Бринка (11.38) чаще используется для расчета переноса в жпдкой капле, хотя она с таклм же успехом может служить и для расчета процессов, протекающих внутри газового пузыря. Аналогичным образом формула (11.77) применима для [c.222]

Формула (12.95) также может быть рекомендована для вычисления коэффициентов массопередачи в системе жидкость—газ. Более общее выражение, пригодное для аналогичных расчетов в системе жидкость—жидкость, было выведено Броунштейном и Фишбейном [61]. Авторы решали задачу в рамках теории диффузионного пограничного слоя, используя решение гидродинамической задачи, полученное Хамилеком и Джонсоном [54] для интервала изменения значений критерия Рейнольдса О <[ Ке < 80. Распределение концентраций переходящего компонента и хемосорбента в диффузионном пограничном слое описы- . [c.241]

Тарельчатые аппараты широко применяются в промышленности. Особенно широкое распространение тарельчатые аппараты получили в качестве ректификацио нных и абсорбционных колонн. Огромный материал по гидродинамике и скорости процессов переноса в тарельчатых аппаратах, работающих в системе жидкость—газ, собран в книгах Кафарова [3] и Рамма [5]. [c.251]

Тарельчатые жидкостные реакторы встречаются гораздо реже. При этом, как правило, тарельчатые реакторы более рационально использовать при проведении процессов в системе жидкость—жидкость, чем в системе жидкость—газ. Для системы жидкость—газ применение тарельчатых реакторов связано с рядом неудобств, прежде всего, с потерей части реакционного объема и увеличением терлгаческой неустойчивости аппарата вследствие пенообразования на тарелках. [c.251]

Объемную долю дпсперсной фазы применительно к системам жидкость—газ часто называют газосодержанием, а применительно к системам жидкость—жидкость — динамической удерживающей способностью. Термин динамическая удерживающая способность подчеркивает, что речь идет о той части дисперсной фазы, находящейся в колонне, которая находится в движении в виде капель или пузырей и активно участвует в процессе межфазного обмена. [c.272]