Модели абсорбции обновления

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]

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]

Далее в книге для описания массоотдачи в газовой фазе используется пленочная модель, а для массоотдачи в жидкой фазе — выражения скорости абсорбции Я (или коэффициента ускорения Е), полученные на основе как пленочной, так и модели обновления поверх- [c.148]

Уравнения, полученные в главах III и V, относятся к процессам, протекающим в диффузионной пленке близ поверхности жидкости. Именно эти процессы и определяют обычно скорость абсорбции. Но диффузионная пленка граничит с основным объемом, или массой жидкости, или органически входит в этот объем (если использовать представления соответственно пленочной модели и моделей обновления поверхности), значит состав массы жидкости является одним из граничных условий, определяющих перенос и химическое взаимодействие в пленке. Однако состав массы жидкости зависит от процесса абсорбции, поэтому целью настоящей главы является исследование взаимосвязи между этим составом и абсорбцией газа в различных случаях. При этом необходимо различать периодические, или беспроточные, и непрерывные, или п р о т о ч -н ы е, процессы абсорбции. В периодических процессах состав массы жидкости в абсорбере постоянно изменяется по мере абсорбции газа. В непрерывных процессах, характеризуемых постоянными и одинаковыми расходами жидкости на входе и выходе из абсорбера, такого изменения состава во времени нет при условии неизменности состава питающих аппарат потоков взаимодействующих в нем жидкости и газа. [c.153]

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]

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]

Согласно любой из моделей поверхностного обновления, повышение температуры у поверхности не зависит от времени экспозиции, а значит от и в соответствии с несколько видоизмененным уравнением (П1,60) для абсорбции в неустановившихся условиях составляет [c.139]

Другие модели. Кроме рассмотренных выше, были предложены и другие модели абсорбции [40, 41]. Тур и Марчелло [40] высказали предположение, что пленочная модель и модель обновления являются крайними случаями более общего механизма массо- [c.84]

Уравнение (6.268) не вскрывает сложный механизм переноса вещества, а лишь отражает соотношение между потоком вещества, поверхностью контакта фаз Р и движущей силой процесса ДС, В данном случае механизм переноса заложен, в вели шне 3, назьшаемой коэффициентом массоотдачи. Исходя из различных моделей массопередачи (пленочной, проннцания, обновления поверхности) получены выражения для коэффициента массоотдачи /3, как функции гидродинамической обстановки и свойств фаз. Следовательно, скорость физической абсорбции зависит не только от 280 [c.280]

V-1-3. Модели обновления поверхности. В этих моделях в качестве основы принимается замещение элементов жидкости у поверхности, происходящее через некоторые промежутки времени, жидкостью из глубинных слоев, которая имеет локальный состав, отвечающий среднему составу основной массы. Пока элемент жидкости находится у поверхности и соприкасается с газом, абсорбция газа жидкостью, т. е. проникновение, или пенетрация, вглубь этого элемента проходит при таких условиях, как если бы он был неподвижен и имел бесконечную глубину . При этом скорость абсорбции R является функцией времени экспозиции элемента и будет определяться выражением, аналогичным полученному в главе III. В целом эта скорость вначале велика, или равна бесконечности, и уменьшается со временем. [c.103]

Время экспозиции, или период контакта 0, определяется гидродинамической обстановкой и является единственным параметром модели обновления, необходимым для учета влияния гидродинамики на коэффициент массоотдачи В соответствии с уравнением (И 1,8), соотношение между ki а Q для физической абсорбции получается следующим образом [c.104]

По модели обновления пропорционален D в степени 0,5, что соответствует большей части опытных данных (стр. 118). Уравнения для , полученные по моделям пограничного диффузионного слоя и обновления, при физической абсорбции часто совпадают между собой. [c.107]

При реализации жидкостной X. помимо знания равновесных данных и кинетики хим. р-ций нужно определять также скорость переноса в-ва через фаницу раздела газ - жидкость в слой жидкости (см. Переноса процессы). Сложность гидродинамики двухфазных потоков и необходимость совместного рассмотрения процессов переноса импульса, энергии и в-ва в условиях протекания хим. р-ций не позволяют производить расчет X. на основании общих принципов. На практике часто используют упрощенные модели X., напр, пленочную, обновления пов-сти и TJI. С помощью этих моделей находят коэф. ускорения - отношение скорости абсорбции с хим. р-цией между газом и р-рителем к скорости процесса без р-ции. [c.228]

Изучение абсорбции, осложненной химической реакцией в жидкой фазе, непосредственно на установках, моделирующих производственные условия, затруднительно, так как остается неизвестной истинная поверхность контакта фаз. Поэтому исследования проведены в аппаратах с фиксированной поверхностью контакта фаз. Кинетические уравнения, полученные на основе пленочной модели и модели обновления поверхности, при определенных условиях дают одинаковые результаты [c.102]

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]

Кинетика процесса абсорбции в течение многих лет служила объекто.м самого глубокого и детального изучения [28]. Для объяснения механизма абсорбции газов раствором были разработаны различные модели процесса (двухпленочная модель, модель пограничного диффузионного слоя, модель обновления поверхности). К сожалению ни, одна из моделей не позволяет довести до конца аналитический расчет процесса и в основу расчета кладутся экспериментальные значения коэффициентов массоотдачн, введенные в расчет на основе наиболее простой двухпленочной модели. Согласно этой модели сопротивление массопередачи создается ламинарными пленками газа и раствора, расположенными у поверхности фазового контакта, сквозь которые диффундирует поглощаемый газ. [c.73]

Скорость обновления поверхности 5 можно оценить исходя из данных по массоотдаче и уравнения (5.9). Например, для абсорбции чистого водорода водой в небольшом сосуде с мешалкой, частота вращения которой равна 300 об/мин, Хатчинсон и Шервуд [75] нашли, что 4 при 25 °С составляет 0,00147 см/с. Поскольку коэффициент диффузии О равен 6,3-10 см с, значение 5, рассчитанное по уравнению (5.9), будет составлять 0,034 с . При 1000 об/мин коэффициент = 0,00303, что соответствует 5 = 0,145 с" . Значения 5 обычно неизвестны. Поэтому при использовании указанного параметра для анализа процесса массопередачи сталкиваются с теми же трудностями, что и при применении параметров уо и в пленочной модели и модели Хигби. [c.177]

Значения п для зависимости р , от Рг почти для всех работ близки к теоретическому значению 0,5, соответствующему модели обновления и модели пограничного диффузионного слоя (при п = 2). Исключением является работа [75], в которой проводили абсорбцию С2Н2 и СО2 водой, ксилолом и метанолом при этом, по-видимому, не удавалось сохранить идентичности поверхности контакта. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология