Диффузия при процессах абсорбци

В книге детально рассмотрены модели физической абсорбции, приведено математическое описание диффузии с химической реакцией, проанализированы конкретные примеры газо-жидкостных реакционных систем, включая промышленные процессы (абсорбция двуокиси углерода буферными растворами, растворами щелочей, аминов, химическая абсорбция сероводорода). [c.4]

Уравнения (1.26) и (1.27) могут использоваться при любой аналитической форме члена г(с). Однако исследование свойств процесса абсорбции с быстрой химической реакцией может быть проведено без введения каких-либо определенных форм зависимости г с). Действительно, непосредственно из уравнения (1.27) можно увидеть, что в режиме быстрой реакции скорость абсорбции не зависит от времени диффузии to, а именно, от гидродинамических условий в жидкой фазе. Этот очень важный вывод составляет основу метода измерения поверхности раздела фаз. [c.28]

В этой главе рассматривается диффузия газов в неподвижные жидкости, в которых отсутствуют конвективные перемещения, способствующие переносу растворенного газа. Изучение диффузии в неподвижных жидкостях, во-первых, представляет самостоятельный интерес, так как экспериментальные исследования, проведенные в условиях практически неподвижной жидкости, позволяют, как показано в главе IV, получить много полезной информации о газожидкостных реакциях. Во-вторых, как показано в главе V, отправной точкой для моделей процесса абсорбции перемешиваемыми жидкостями является случай с неподвижной жидкостью. [c.42]

Зона протекания реакции второго порядка. Здесь скорость реакции становится сравнительной со скоростью диффузии. Основное сопротивление сосредоточено в жидкой фазе и процесс абсорбции идет с некоторым ускорением у., которое обусловлено протеканием химической реакции. [c.102]

Физическая сущность абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости. Достижение состояния равновесия в системе газ — жидкость зависит от диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью) и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то происходит десорбция (выделение газа из жидкости). [c.83]

В физико-химических процессах, происходящих в гетерогенной системе газ — жидкость, диффузия является физическим этапом, определяющим в большинстве случаев геометрические размеры реакторов. Реакторы для проведения процессов в системе газ — жидкость конструируются, главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов, имеют большой объем, но относительно просты и легки в эксплуатации. Промышленные реакторы для систем газ — жидкость являются реакторами непрерывного действия реже используются реакторы полупериодического действия, имеющие непрерывное питание газом. При изучении процессов абсорбции, сопровождающихся химической реакцией (хемосорбция), необходимо одновременно рассматривать уравнения диффузии и химической кинетики, так как общая скорость процесса определяется скоростью перемещения реагентов к месту реакции и скоростью химической реакции. [c.137]

В последнем случае скорости диффузии и химического превращения соизмеримы. Для процессов абсорбции, протекающих в диффузионной области, общая функциональная зависимость критерия равновесности представляется в виде [c.147]

Физическая сущность процессов абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. [c.41]

Уравнение диффузии с химической реакцией является основой для некоторых расчетов процессов абсорбции, а также используется в теории химических реакторов. [c.567]

Абсорбция, десорбция и ректификация — по существу процессы одной и той же диффузионной природы, с тем лишь основным различием, что в случае ректификации взаимодействующие жидкий и паровой потоки обмениваются компонентами, тогда как при абсорбции или десорбции диффузия идет лишь в одном направлении. Объясняется это тем, что в обычных условиях ведения процессов абсорбции и даже десорбции собственно абсорбент, по сравнению с компонентами газовой системы, прак тически нелетуч. [c.384]

Процесс абсорбции газов твердыми поглотителями протекает с малой скоростью, что связано с медленностью процесса диффузии в твердых телах. В отличие от этого адсорбция, как процесс поверхностный, характеризуется очень большой скоростью . [c.109]

Одновременно с адсорбцией может протекать другой сорбционный процесс — абсорбция — поглощение газа или пара всем объемом твердого или жидкого тела, т. е. проникновение молекул газа в массу тела, приводящее к образованию твердого или жидкого раствора. Так как диффузия газов в твердых телах проходит весьма медленно, то абсорбция в них идет с весьма ма- [c.72]

Абсорбция и десорбция — это два основных массообменных процесса, на которых базируется абсорбционный метод разделения нефтяных и природных газов. Физическая сущность процессов заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется при прочих равных условиях разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью), и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то протекает процесс десорбции (выделение газа из жидкости). Для практических расчетов более удобно выражать движущую силу не через парциальные давления, а через концентрации соответствующих компонентов (парциальное давление пропорционально концентрации, поэтому в качестве определяющего параметра можно принять в данном случае любой из них). [c.195]

В процессах абсорбции, экстракции и ректификации, сопровождаемых химическими реакциями, последние протекают, как правило, не на поверхности раздела фаз, а в зоне, примыкающей к этой поверхности и имеющей конечную толщину. Поэтому процесс химического превращения и процесс диффузии проходят не последовательно, а одновременно, что приводит к непрерывному уменьшению диффузионного потока поглощаемого компонента по мере прохождения его через диффузионный слой в жидкой фазе. [c.430]

Методы интенсификации процессов абсорбции и десорбции зависят, в частности, от того, в какой области, диффузионной или кинетической, идет процесс. Если абсорбция протекает в кинетической области, т. е. сопровождается химическими реакциями, скорость которых меньше скоростей диффузии, то основными методами интенсификации являются обычные приемы увеличения скорости химических реакций повышение температуры, концентрации реагентов, давления, а также и применение катализаторов. Для ускорения абсорбционных процессов в диффузионной и переходной областях применяют иные методы в соответствии с иным характером движущей силы и коэффициента скорости процесса. Основными методами интенсификации этих процессов являются [c.163]

В процессе абсорбции концентрация компонента / в газовой фазе, контактирующей с жидкостью с концентрацией этого компонента х, зависит, кроме концентрации х, от величины давления в системе Р, размера газового пузырька с1, коэффициента диффузии О, продолжительности контакта газа с жидкостью т, вязкости газа газа вязкости жидкости //ж, температуры процесса (. [c.71]

Абсорбция двуокиси является хемосорбционным процессом массопередачи в системе газ — жидкость, к которому применимы все способы интенсификации подобных процессов, рассмотренных в главах IV и VI. В зависимости от условий общую скорость процесса могут лимитировать химические реакции или диффузия двуокиси азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрациях NO2 в газовой фазе. [c.263]

Процесс абсорбции заключается в поглощении газов и паров жидкостью путем диффузии их в поглотитель (абсорбент). [c.81]

Как правило, скорость процесса абсорбции значительно больще скорости диффузии, то есть можно принять наличие мгновенно устанавливавшегося равновесия при адсорбции. Концентрация воды в материале (Сц о) находится из уравнения [c.291]

Принимаются попытки исиользовать интерференционные (оптические) методы [207], основанные на нестационарном процессе абсорбции, в течение которого оценивается градиент концентрации диффундирующего вешества как функция времени. Основное развитие эти методы получили при изучении молекулярной диффузии в жидкостях, где влияние концентрации на физические свойства раствора довольно значительное. Более подробно интерференционный метод рассмотрен в главе 2. [c.814]

Частными случаями сорбции являются процессы абсорбции и адсорбции. Абсорбцией называется сорбция газа за счет проникновения его (диффузии) в массу сорбента (жидкость, твердое тело), приводящая к образованию раствора. Под адсорбцией понимают сгущение газа на поверхности твердого вещества, не сопровождающееся сжижением газа. [c.589]

Экспериментально установлено [17], что изотермы сорбции ЗОг в указанных полимерах нелинейны и удовлетворительно описаны формулой изотермы двойной сорбции. Сродство сорба-та и полимера в процессах абсорбции и адсорбции характеризуется параметрами и К . Величины о " и не имеют устойчивой корреляции с изменением разности —1, рднако большему сродству в процессе абсорбции соответствует большее сродство при адсорбции на поверхности дисперсной фазы в полимере. Чем ниже и, тем выше подвижность молекул ЗОг в полимере, хотя концентрация растворенного газа при этом падает. Наименьшие значения о , /С и о отмечены для поливинилтриметилсилана (ПВТМС). Высокие значения коэффициента проницаемости в этом полимере обеспечены за счет большей скорости диффузии ЗОз. [c.82]

В пособии рассматриваются современные представления о равновесии и диффузии в бинарных и многокомпонентных системах. Излагаются гидродинамические основы однофазных и двухфазных систем. Даны принципы математического моделирования процессов массопередачи. Впервые систематизируются математические модели и алгоритмы расчета процессов абсорбции, ректификации и экстракции. Описываются основные типы диффузионньгх аппаратов, приводится их расчет, моделирование и масштабирование. Дается сравнительная оценка различным конструкциям диффузионных аппаратов. [c.2]

N203 образует с водой азотистую кислоту, которая разлагается по уравнению (в). Оксиды азота N0 и N20 практически нерастворимы в воде. Абсорбция диоксида азота является хемосорб-ционным процессом массопередачи в системе газ — жидкость, к которому применимы все способы интенсификации подобных процессов, рассмотренных в ч. I, гл. II и VI. В зависимости от условий общую скорость процесса могут определять реакции или диффузия диоксида азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрациях N02 в газовой фазе. По мере протекания процесса абсорбции N02 концентрация получаемой азотной кислоты возрастает при этом увеличивается упругость оксидов азота над раствором азотной кислоты, т. е. снижается движущая сила про- [c.104]

Выражения (X. 13) и (X. 14) относятся к диффузии через слой инертного носителя, что характерно для процесса абсорбции. При малых концентрациях эти выражения для противоточной эквимо-лярной диффузии могут быть приведены к виду [c.329]

С гавышение.м температуры увеличивается наклон линии равновесия, так как растет парциальное давление в состоянии равновесия с данным раствором, поэтому разность У — У будет уменьшаться, а величина Л г увеличиваться (рис. УП-19). Повышение гемпературы вызывает также увеличение вязкости газа и толщины пограничного слоя. г. По уравнению (УП-27) коэффициент диффузии О пропорционален Т следовательно, отношение 01Т будет пропорционально 7 . Но в итоге, как показывает опыт, ббльплим оказывается влияние вязкости, и коэффициент несколько уменьшается с ростом температуры. Поэтому выражение перед знаком интеграла (ВЕП) увеличивается при повышении температуры. В результате высота абсорбера й растет с увеличением температуры. Таким образом, процесс абсорбции хорошо растворимого компонента следует проводить при низкой температуре. [c.578]

Влияние направления диффузии на массоотдачу. Рассмотрим два предельны случая влияния направления диффузии на перенос вещества в каждой фазе. В первом случае путем диффузии переносится к границе раздела фаз лишь один компонент (однонаправленная диффузия). Такая диффузия характерна для процессов абсорбции и жидкостной экстракции. Концентрация переносимого компонента падает в направлении к границе раздела фаз, но общая концентрация смеси компонентов (плотность фазы) не может быть различной и р,зз-пых точках фазы. Поэтому уменьшение абсолютной концентрации, вызванное падением концентрации диффундирующего компонента, компенсируется за счет возникновения потока всей массы газа (жидкости) в направлении к границе раздела фаз — так называемого массового, или стефанового, потока. [c.400]

Построим теперь динамическую модель процесса абсорбции в насадочном аппарате, учитывающую продольное перемешивание фаз. В реальных аппаратах продольное перемешивание фаз объясняется рядом причин прежде всего различием скоростей движения фаз в разных точках аппарата и, кроме того, турбулентной диффузией фаз, уносом частиц одной фазы (например жидкости) потоком другой фазы (газа). Подробное теоретическое описание продольного перемешивания, учитывающее все перечисленные факторы, в настоящее время отсутствует. Для описания структуры потоков в аппарате обычно используют упрощенные модельные представления. Наиболее распространенными из них являются ячеечная и диффузионная модели. В данной книге для описания структуры потоков используем вторую из этих моделей, согласно которой перемешивание фаз в аппарате аналогично процессу диффузии. В диффузионных процессах при наличии градиента концентрации какого-либо вещества возникает поток этого вещества, называемый диффузионным потоком, который пропорционален градиенту концентрации. Поскольку процесс перемешивания аналогичен процессу диффузии, можно считать что и в насадочном аппарате возникает поток вещества определяемый законом Фика / = = —pZ)gгad0, который в одномерном случае имеет вид / = [c.17]

Следовательно, согласно теории Данкверста, называемой также теорией обновления поверхности, сущ,ествует подобная зависимость коэффициента массоотдачи от коэффициента диффузии. Данкверст применил свою теорию для расчета массообмена в процессе абсорбции, осложненной химической реакцией. [c.296]

Если предложенны11 механизм процесса правилен и скорость абсорбции двуокиси углерода определяется химической реакцией, а не диффузией, то, вероятно, можно найти тако катализатор, повышающий скоросттэ реакции, а следовательно, и коэффициент абсорбции. И, действительно, изучение влияния различных добавок к растворам карбонатов калия и натрия на процесс абсорбции показало, что некоторые добавки оказывают такое действие. Исследование многочисленных добавок, в том числе глицерина, глюкозы, сахарозы, этиленгликоля, фруктозы, метилового и этилового спирта, формальдегида и лактозы, позволило установить, что многие из этих добавок заметно повышают скорость абсорбции СОд растворами карбоната натрия [1, 2]. Например, добавление 1% сахарозы более чем вдвое увеличивает скорость абсорбции СОа- Единственным известным промышленным процессом очистки газа, в котором для увеличения скорости абсорбции и десорбции СОз применяются различные добавки, является процесс Джаммарко-Ветро-кок, кратко описываемый ниже в настоящей главе. [c.86]

Рассмотрим стационарный процесс абсорбции компонента А из газа элементом жидкости, находящимся в контакте с газом в течение времени т = х/ х фф время контакта определим как время прохождения по продольной координате частицы жидкости, в пограничном диффузионном слое которой фф = onst, расстояния, равного х. Система координат фиксирована. Пусть в жидкости одновременно протекают диффузия и химическая реакция [c.19]

Массообменные и диффузионные процессы характеризуются переносом компонентов исходной смеси из одной фазы в другую посредством диффузии. К этой группе относятся процессы абсорбции, перегонки, экстракции, кристаллизации, адсорбции, сушки. Их про-теканпе обусловливается законами массопередачи и зависит от гидродпнамических и температурных условий. [c.5]

Теоретический учет природы газа затруднен тем обстоятельством, что разные теории абсорбции дают разную зависимость коэффициента массопередачи от коэффициента скорости диффузии в газовой-фазе. По теории обновления /Сй пропорционален корню квадратному из О, а по классической пленочной теории между этими величинами должна наблюдаться прямая пропорциональность. Кроме того, неизвестен коэффициент диффузии фтористого водорода, с которым были проведены основные исследования по полым скрубберам. Для возможности учета природы газа были проведены специальные опыты по абсорбции фтористого водорода, хлора и двуокиси серы содовым раствором в колонне диаметром 120 м. При всех гидродинамических режимах значения объемных коэффициентов скорости абсорбции СЬ и ЗОа совпадали между собой и были в 3 раза ниже, чем лри поглощении НР. Поэтому для расчета процессов абсорбции хлора и двуокиСи серы,, а также других газов, имеющих тот же коэффициент диффузии в газовой фазе, можно пользоваться уравнением (У.15), уменьшая в 3 раза значения А, полученные для НР. Следует подчеркнуть, что применение уравнения (У.15) допустимо лишь для процессов массопередачи, в которых отсутствует сопротивление в жидкой фазе. Концентрации газовогр компонента и хемосорбента, обеспечивающие эти условия, определяются, как правило, экспериментально. [c.237]

Скорость абсорбции СО2 водой увеличивается с повышением скорости газа и воды. Сопротивление диффузии СО2 через слой нейтральных газов, т. е. компонентов, растворяющихся значительно труднее, чем ОО2, является в условиях работы промышленных скрубберов главным фактором, регулирующим процесс абсорбции СО2, особенно при низких ее концентрациях. Сопротивление диффузии СО2 в жидкой фазе играет несколько меньшую роль, но его также следует принимать во внимание. При больше М содержании СО2 в газе, на прнмер 20—30%, влияние сопротивления диффузии в жидкой фазе на коэффициент массообмена иемиого меньше, че влияние сэиротивления диф-ф зйи в газовой фазе. [c.282]

На основе уравнений гидродинамики (Навье — Стокса и неразрывности потока) и массопереноса (конвективной и молекулярной диффузии) получают уравнения для определения основных технологических характеристик (селективности, проницаемости, требуемой иоверхности мембран). Этот подход стремятся использовать для решения подобных задач нрименительно ко всем другим широко известным массообменным процессам (абсорбция, экстракция, ректификация и т, д.). Од- [c.397]

Таким образом, механизм процесса абсорбции заключается в том, что поглощаемый газ диффундирует прежде всего через пленку газовой смеси. Затем попавший в пограничную жидкостную пленку газ, образуя раствор, диффундирует через нее й, следовательно, процесс абсорбции сводится к диффузии газа через газовую пленку и диффузии раствора через жидкостную пленду. - [c.533]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология