Абсорбция теория

Числовое значение коэффициента массопередачи зависит от болт>того числа переменных величин, как-то от природы поглощаемого вещества и адсорбента и их физических свойств, от режима газового потока и его скорости и т. д. Коэффициент массопередачи находят опытным путем, обобщая опытные данные, на основе принципов теории подобия и моделирования. В данном случае, так же как и при абсорбции, теория подобия приводит к критериальному уравнению [c.530]

Метод подхода к основам химической технологии через рассмотрение работы отдельных установок в настоящее время в основном не практикуется в связи с переходом к более обобщенному направлению, в котором теория явлений переноса рассматривается в общем виде. В пределах этого направления могут быть рассмотрены многие классические теории химической технологии. Долгое время явления массопереноса в условиях протекания химической реакции, которые имеют огромное значение в широком многообразии химических процессов, практически не использовались. В последние пятнадцать лет в литературе появились важные работы по общему представлению одновременных процессов массопереноса и химической реакции. Сюда можно отнести теоретические и экспериментальные работы в таких промышленно важных областях, как химическая абсорбция, гетерогенный катализ, продольное перемешивание в химических реакторах и др. [c.7]

В книге главным образом рассматривается химическая абсорбция, которая является основной областью, исследований автора в последнее время. Это не уменьшает общности формулировок, потому что процессы различной природы, как, например, гетерогенный катализ, могут обсуждаться и анализироваться на основе теории химической абсорбции. Однако все особенности также подробно обсуждены. [c.8]

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]

В случае применения к процессу абсорбции, лимитированному сопротивлением в жидкой фазе, модели пленочной теории ско- [c.14]

Следовательно, можно сделать вывод о том, что пленочная теория противоречит экспериментальным фактам. Тем не менее, при решении ряда теоретических проблем в области химической абсорбции встречаются такие математические затруднения, что само решение возможно только для наиболее простой модели, основанной на пленочной теории. Решение на основе пленочной теории можно считать в любом случае как приемлемое первое приближение. Особенно если рассматривается отношение коэффициента абсорбции в присутствии химической реакции, а именно к значению Если уравнение для этого отношения содержит только толщину пленки, то можно использовать уравнение (5) для выражения величины / как функции [c.16]

Выше было показано, что пенетрационная теория приводит к приемлемым выражениям для коэффициента абсорбции, таким как уравнения (21) и (28). Оба уравнения могут быть приведены к форме (29), которая определяет время диффузии 1о. По физическому смыслу последнее является средним возрастом элементов поверхности жидкости, т. е. промежутком времени, достаточным для полного перемешивания. [c.20]

Очевидно, пленочная теория переоценивает влияние коэффициентов диффузии, как это наблюдается в определении коэффициентов физической абсорбции. Тем не менее, уравнение (1.34) соответствует точному решению при = 02. [c.30]

Отсюда следует, что % будет в лучшем случае величиной порядка 10 см. При такой глубине проникновения можно считать, что справедливо допущение о постоянной скорости жидкости, которое неявно подразумевается в дифференциальном уравнении (1.20), Из уравнения (3,15) также следует, что / намного меньше глубины проникновения, которая устанавливается для физической абсорбции, а именно или, в свете пленочной теории, [c.44]

Конечно и в этом случае было получено уравнение (4.5), причем константа скорости первого порядка выражалась как — с )" . При п = 1 представляется единственный случаи, для которого можно сравнить результаты пленочной теории и модели Хигби. Скорости абсорбции, рассчитанные по уравнениям (4.7) и (4.25), согласуются в пределах 8%. [c.55]

Явление абсорбции, сопровождающейся химической реакцией первого порядка, может быть обработано аналитически для ряда гидродинамических условий. В разделе 4.1 приведены решения по моделям Хигби [уравнение (4.3) — (4.7) и Данквертса [уравнение (4.8)]. Математически строгое решение в случае п = 1. по модели пленочной теории представлено уравнением (4.25). В статье Вейса, [c.55]

Если принять во внимание, что различные теории основаны на различных гидродинамических условиях в окрестности границы раздела фаз, то можно сказать, что гидродинамические условия сильно влияют на величину k , но слабо на величину / [12]. Этот вывод подтверждает положение, выдвинутое во введении без доказательства. Однако, если бы гидродинамические условия сильно влияли на величину /, можно было бы использовать данные об измерении скоростей абсорбции для того, чтобы глубже проникнуть в гидродинамику процесса. Это, конечно, невозможно сделать, когда гидродинамические условия не влияют на величину I. Слабое влияние гидродинамических условий может быть легко объяснено на основе физической интуиции. [c.57]

В пленочной теории переоценивается влияние молекулярной диффузии для рассмотренного случая, но эта переоценка наблюдается и при рассмотрении с позиций этой теории физической абсорбции. Конечно, когда уравнение пленочной теории [c.62]

Очевидно, скорость абсорбции не может быть больше предсказанной уравнением (5,14) или (5.20). Другими словами, если есть сомнение при выборе теории (быстрой или мгновенной реакции), следует выбрать такую теорию, которая предсказывает более низкую скорость абсорбции. Это обусловлено тем, что при г оо теория быстрой реакции, которая не учитывает возможность лимитирования процесса стадией диффузии жидкого реагента, предсказывает бесконечную скорость абсорбции, в то время как в действительности скорость абсорбции имеет верхний предел, обусловленный конечной скоростью диффузии жидкого реагента. [c.64]

Конечно, между двумя режимами существует плавный переход, который будет подробно рассмотрен в главе 6. Темпе менее, можно полагать, что одно из двух уравнений (5.14) или (5.20) является строгим, когда другое предсказывает намного более высокую скорость абсорбции. Эта концепция позволяет описать условия применимости теории мгновенной реакции в форме [c.64]

В табл. 1 приведены четыре режима химической абсорбции, которые охарактеризованы наложением условий применимости различных теорий и величинами пяти параметров. [c.65]

При таких высоких температурах, которые используются в горячем карбонатном процессе 19—21], абсорбция может протекать в режиме быстрой реакции. Опубликованные данные по расчету коэффициентов абсорбции неполны, но в горячем карбонатном процессе наблюдались намного более высокие скорости абсорбции по сравнению с рассчитанными по теории медленной реакции. Скорость абсорбции сильно увеличивается также при добавлении катализатора к жидкому раствору [22]. [c.128]

Результаты качественно и количественно согласуются с расчетами по теории химической абсорбции, при условии, если, величины необходимых параметров вычислили точно и учли влияние ионной силы. [c.130]

По абсорбции СОг водными растворами аминов имеются сравнительно многочисленные данные в литературе [29—37], хотя во многих случаях полнота данных ограничена и их невозможно -легко интерпретировать на основе теории химической абсорбции. [c.153]

Рис. 31. Графическое изображение профиля концентраций (в соответствии с моделью пленочной теории) при одновременной абсорбции НгЗ и СО2. Таковые в соответствии с моделью теории проникновения представлены в работе [6].

Вторая категория исследований преследовала обратную цель. В этих работах имеющиеся знания по теории химической абсорбции используются для объяснения механизма стадий, составляющих процесс. Конечно, большинство, работ, упоминаемых [c.163]

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]

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]

Механизм абсорбции. Теория процесса абсорбции до сих пор разработана еще не вполне достаточно, однако предложенный Льюисом и Уитманом механизм ее дает полное представление о сущности этого процесса. [c.595]

Химическая реакция может рассматриваться как мгновенная всякий раз, когда ее скорость очень велика по сравнению со скоростью диффузионных процессов например, ионная реакция, которая заключается только в обмене протона. Такие режимы могут встречаться при абсорбции кислоты сильной щелочью, например, при абсорбции НгВ растворами NaOH или при абсорбции основания сильной кислотой — при абсорбции ЫНз растворами Н2804. В разделе 5.5 будут обсуждены математические условия, при выполнении которых применима теория мгновенной реакции к любому конкретному случаю. [c.58]

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]

Хэтч и Пигфорд [2] опубликовали некоторые экспериментальные данные по одновременной абсорбции СО2 и ЫНз водой в ламинарном струйном абсорбере. Для сравнения этих данных с теорией потребовался ряд поправок, в частности из-за неожиданно обнаруженного сопротивления массопереносу в жидкой фазе. Тем не менее, по окончательному графику, представленному Хэтчем и Пигфордом, проявляется заметное согласование экспериментальных результатов с теорией. [c.114]

Теория одновременной абсорбции двух газов в режиме мгновенной реакции разработана Ропером, Хэтчем и Пигфордом [1]. [c.114]

Прототипом рассматриваемого случая явилась одновременная абсорбция СО2 и Н25 растворами едких щелочей. Астарита и Джойя [3] как теоретически, так и экспериментально показали, что эта теория не применима для такого типа процессов. Однако сама по себе эта теория интересна, хотя к тому времени автор не знал ни одного реального процесса, условия которого соответствовали бы принятым в теории допущениям. При одновременной абсорбции Рис 28. Одновремениая аб- Двух газов В режиме мгновенной реакции сорбция двух газов в ре- необходима интенсивная диффузия жид-жиме мгновенной реакции, кого реагента к границе раздела фаз. Модель пленочной теории, обы обеспечить Требуемое количество [c.114]

Хотя ряд практических процессов химической абсорбции протекает вблизи химического равновесия, можно установить, что только в немногих случаях обстановка, встречающаяся-на практике, приближается к условиям, допускаемым рассмотренной в этом разделе теорией. Данные Вивиана и Вайтнея [22] были детально исследованы Пигфордом [21] и, несмотря на невозможность количественной проверки теории, получено достаточно удовлетворительное качественное согласование. [c.119]

Вначале Кеннеди [23, 24] исследовал процесс абсорбции СО2 буферными растворами для сравнения результатов экспериментов с расчетами по теории химической абсорбции. Подобные исследования были затем продолжены Найсингом и Крамерсом [3], Робертсом и Данквертсом [25], ди Блазио [26], Патерно [27]. [c.128]

Эксперименты по абсорбции СОг растворами сильных щелочей в лабораторных абсорберах проводились еще с 1928 г. [6] с целью проверки ранних положений теории химической абсорбции. Экспериментальное исследование абсорбции чистого СОз проводили Ледиг и Вивер (7], Мицукури [8], Дэвис и Кренделл. [9] и Хйтч-кок [10]. Хатта [6] использовал смесь воздуха с СОа. Все эти результаты показывают, что коэффициент абсорбции возрастает с увеличением Ьо. Это прямо указывает на химическую абсорбцию, хотя провести различие между быстрой и мгновенной реакцией не так просто. Хатта [6] интерпретировал полученные им данные как подтверждение результатов теории мгновенной реакции. Среди ранних данных о системе, рассматриваемой в настоящей главе, следует упомянуть обширные данные Позина [И], которые наилучшим образом интерпретируются на основе теории мгновенной реакции. [c.139]

Для сравнения необходимо оценить величины и >2. Коэффициент диффузии СОг в воде хорошо известен и составляет при 20° С , 7- 0- см /сек. Возникают некоторые осложнения при нахождении >2, потому что диффузия ионов не просто определяется законом Фика, так как поток каждого иона зависит от градиента концентраций всех присутствующих ионов [13]. Учет этого эффекта в химической абсорбции рассматривался Шервудом и Вэйем [14], которые рассчитали градиенты концентраций всех составляющих ионов по графикам профилей концентраций, полученным на основе модели пленочной теории. Найсинг использовал ту же самую методику, но вводил полученные таким образом значения />2 в уравнения пенетрационной теории. При 20° С и конечном разбавлении величина Лг составляет 2,84 0 см /сек, для растворов ЫаОН и 2,76 0 см /сек для растворов КОН. Обе величины почти одинаковы, таким образом можно сказать, что как для раствора ЫаОН, так и для раствора КОН (01/02) = 0,77, а Ог/Д = 0,64. Хотя обе величины были рассчитаны и при бесконечном разбавлении, однако влияние ионной силы на отношение г//)] предполагается небольшим. При сравнении этих величин с рассчитанными по уравнениям (12.5) и (12.6) отмечается полное согласование экспериментальных и теоретических данных. [c.140]

Хикита использовал ламинарноструйный абсорбер и пленочную колонну, что позволило оперировать с интервалом значений от 0,0016 до 1,5 сек. Оба абсорбера могут работать и в интервале от 0,02 до 0,06 сек. Предварительной серией опытов по физической абсорбции, скорректированных на концевые фe ты, показано полное согласование с теорией. Величина ]/ сй 0 пропорциональна для всего диапазона времени диффузии. [c.141]

Недавно опубликована работа Харриса и Ропера [31] по абсорбции СОа раствором едкого натра в колонне с ситчатыми тарелками. Их результаты определенно указывают на поведение, характерное для быстрой реакции, так как величина /—1 почти пркмо пропорциональна Получено согласование с теорией, по- [c.143]

Следует отдать должное Эммерту [17] за первую работу по абсорбции СО2 растворами моноэтаноламина, которая была проведена с целью сравнения экспериментальных результатов с теорией химической абсорбции. Правда, результаты сравнения были опубликованы с большой задержкой только в 1962 г. [10]. [c.150]

В связи с этим интересно отметить, что при высоком значении ао(1 —20), по-видимому, в практических случаях будет устанавливаться режим быстрой реакции. Для постепенно более карбонизированных растворов величина ао(1—20) уменьшается и вероятно изменение механизма вплоть до режима мгновенной реакции, что можно ожидать при достаточно низких значениях ао 1 — 20). При дальнейшем увеличении степени карбонизации, где 0 будет > 0,5, механизм реакции опять изменяется с переходом в режим медленной реакции. Такое поведение системы наблюдалось. Астарита, Ма-рруччи и Джойя в экспериментах по абсорбции в аппарате периодического действия с мешалкой. Результаты, полученные в этом абсорбере при значениях 0 > 5, отчетливо указывают на существование диффузионного режима. Эти результаты полностью согласуются с теорией, так как величина для такого абсорбера составляла 600 сек, а величина времени реакции составляет порядка 40 сек. [c.151]

Стефенс и Моррис [4], а также Джиллиленд, Баддор и Бриан [5] изучили абсорбцию хлора растворами хлорида железа. Хотя и было получено количественное согласование с теоретическими расчетами, в обоих случаях имелись некоторые аномалии. В частности, наблюдались более высокие скорости абсорбции по сравнению с рассчитанными по теории мгновенной реакции [5]. [c.162]

Типичное применение теории химической абсорбции основано на использовании данных о скорости массопередачн для оценки констант скорости довольно быстрых реакций. Это представляет особый интерес в катализируемых реакциях. Случаи такого типа могут быть найдены в серии статей Данквертса с сотрудниками [9—11] по каталитическому действию различных веществ на реакцию двуокиси углерода с водой. Скорость последней может увеличиваться иод действием катализаторов, так что реакция становится конкурентной с прямой реакцией между СО2 и ОН даже при довольно высоких значениях pH, таких, например, какие наблюдаются в буферных растворах. Джеффрейс и Буль [12] пришли к такому же заключению. В случае карбонизированных растворов амина величина pH настолько мала, что даже в отсутствие катализаторов реакция двуокиси углерода с водой значима (см. раздел 14.1). Неудивительно, что в этой реакции катализатор увеличивает скорость на порядки, как показано Астарита, Марруччи и Джойя [13], [c.164]

Процесс абсорбции окислов азота водой представляет большой практический интерес. Исследование этого процесса как в прошло.ч, так и в будущем очень полезно для развития теории химической абсорбции. Довольно четкая классификация возможных стадий процесса представлена Эндрю и Хансоном [32—46]. Недав-пп исследования в этой области проведены Хофтайзером [45]. [c.164]

Лабораторные эксперименты при низкой концентрации газа трудны. Поэтому до настоящего времени главным образом изучен случай, в котором определяющей скорость процесса стадией яв ляется абсорбция ЫгО. Может оказаться, что процесс протекает в режиме быстрой реакции. Это подтвердили работы Венделя и Пигфорда [36]. Многие работы по абсорбции окислов азота были выполнены в Техническом университете в, Дельфте [33, 34, 46] и в Университете Иллинойса [41, 42]. Лишь хими процесса иссле- дована недостаточно полно. Более поздние исследования [46] показали, что медленной стадией является изомеризация ЫгО, скорость которой следует рассматривать с позицйи применимости теории быстрой реакции к данной системе. При выполнении этого условия в жидкости будет происходить типичная реакция первого порядка, так что к рассматриваемой системе строго применима теория, представленная в разделах 3.2 и 4.1. [c.165]

По рассчитанным факторам абсорбции всех комионе [тов и принятому числу теоретических тарелок в абсорбере (семь) по графику Кремсера определяют коэффициенты извлечения всех компонентов. Для этого на оси абсцисс находят значение Ai, восставляют перпендикуляр до пересечения с кривой теоре-164 [c.164]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 4 (низкое качество) (1948) -- [ c.531 ]

Основные процессы и аппараты химической технологии Издание 5 (1950) -- [ c.572 ]

Производство серной кислоты Издание 3 (1967) -- [ c.145 , c.146 , c.328 ]

Производство серной кислоты Издание 2 (1964) -- [ c.145 , c.146 , c.328 ]

Справочник инженера-химика Том 1 (1937) -- [ c.562 , c.583 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология