【正文】 P )b B ( ( g )設反應為 定常態(tài)條件下，在單位面積的液膜中取一厚度為 dz的微元層，對組分 A作物料衡算： ??????????dzdzdccdzdDdzdcDAALAALA圖 8 3 若液相中有 B，單位時間內微層內的反應量 以體積為基準的反應速率。 （ 1）瞬間快速反應 δL δR 反應面 相界面 cAi pA pAi cBL z反應工程 第八章 氣液反應工程 60 2021年 6月 17日 7時 0分 （ 2）界面反應 液相中 B的濃度足夠大時，反應面位置與相界面重合，此時， A組分的消失速率取決于其在氣膜中的擴散速率。 反應工程 第八章 氣液反應工程 62 2021年 6月 17日 7時 0分 （ 4）二級快速反應 A與 B的反應速度較快 ，但不是瞬間完成，反應的區(qū)域在液膜中，在液膜內完成反應，即在液相主體中沒有 A，也沒有 A與 B的反應。 基礎方程 邊界條件 ABAALA ckckcdzcdD122??])1[( , ,。 BA2A2LA ckcdzcdD ?反應工程 第八章 氣液反應工程 66 2021年 6月 17日 7時 0分 （ 7）二級慢速反應 A與 B反應進行很慢，擴散通過相界面的氣相組分 A在液膜中與液相組分 B發(fā)生反應，但大部分 A反應不完而擴散進入液相主體，并在液相主體與 B發(fā)生反應，由于液膜在整個液相中所占體積分率很小，液膜中的反應量比液相主體中小得多，可以忽略不計。 強化宏觀反應速率需要提高 k， DAL， 減小 δL。 γ2 為中速反應；反應大量在液相主體進行，宜選用持液量大的反應器，如鼓泡塔。 γ2 為中速反應；反應大量在液相主體進行，宜選用持液量大的反應器，如鼓泡塔。此反應器由上下兩部分組成，中間中大小可調的隔板隔開，上部為反應氣體，下部為反應液體，氣液兩相的接觸面在隔板的中央。 反應工程 第八章 氣液反應工程 74 2021年 6月 17日 7時 0分 若單位時間內消失的 A量與 氣液相界面積成正比 ，則為瞬間反應或快速反應； 若 A的消失速率與相界面積無關而與 液相體積成正比 ，則說明是在液相主體中進行的慢反應； 如果氣相組分 A的消失速率與氣液相界面積及液相體積兩者均有關 ，則可判斷為中速反應。 中速反應：要同時兼顧氣液相界面積和持液量，可選用板式塔、鼓泡攪拌釜等。 反應工程 第八章 氣液反應工程 79 2021年 6月 17日 7時 0分 ③ 氣、液流動速率 除填料塔以外的其他氣液反應器液速 /氣速比可在較大范圍內調節(jié)而不影響操作；填料塔的液速 /氣速比在常壓下一般控制在 10左右。 例：二級氣液反應 A+B→R， rA=20cAcB mol/cm3 ?具備較高的生產(chǎn)強度 根據(jù)反應系統(tǒng)的特性選擇反應器，使反應器具備較高的生產(chǎn)強度。 反應工程 第八章 氣液反應工程 82 2021年 6月 17日 7時 0分 2. 有利于提高反應的選擇性 對于多重反應，選擇的反應器要有利于主反應，而要抑制副反應。例如板式塔可以安置冷卻盤管，但在填料塔中，排除反應熱就比較麻煩，通常只能提高液體噴淋量把濕熱帶走，但動力消耗大量提高。 二、氣－液反應器的形式和特點 反應工程 第八章 氣液反應工程 85 2021年 6月 17日 7時 0分 3. 降膜反應器 降膜反應器具有壓降小和沒有返混的優(yōu)點，適用于快速和瞬間反應過程。軸向返混嚴重，常采用半間歇操作和多級串聯(lián)操作。計算目的是確定填料用量和設備結構尺寸等。因為動力學方程常用氣體分壓和液相濃度表示，根據(jù)物質的量比濃度的定義可對積分式進行變換。 已知： kGA a=, HA=填料層中取一截面，對溶質 A作物料衡算（如圖）： TAAA ccxX /??氣相 A減少 =液相 A增加 )()( 22 AAAA xxLyyG ???反應工程 第八章 氣液反應工程 99 2021年 6月 17日 7時 0分 整理得 ATA dccLdppG ?31 km ol / m 00 )00 (170056100)( ????????AAAATA ppppLpGcc)m o l / ( m 8 00 0 1 2 111344ha t maKakHakaKGALAAGAGA???????????常數(shù)??????????????????atm 102102 ) 00()(444*AAAAAAAAAppppcHppp物理吸收速率 )hm ol / ( m 0 . 1 5 6 )( 24* ???????? ?AAGAA ppaKaN吸收推動力 即 反應工程 第八章 氣液反應工程 100 2021年 6月 17日 7時 0分 m )10210(15 101)( 43521???? ????? ??? AApp AAardppGH由計算結果知，該過程不宜采用物理吸收。 全塔物料衡算 )()( 2112 BBTAA cccLpppG ???3435451212m o l / m 7 9 3 . 6)10210(1071800 )(???????????????AATBB ppLpGccc 3422 ???????? ?BLBAGA ackbapk在塔底處 反應工程 第八章 氣液反應工程 102 2021年 6月 17日 7時 0分 b. 計算塔高 界面反應屬氣膜控制，宏觀速率式 塔高 AGAA apkar ??? )(m 10210ln10ln )(4345122121??????????????AAGAppAAGAppAAppapkGpdpapkGardppGHAAAA反應工程 第八章 氣液反應工程 103 2021年 6月 17日 7時 0分 a. 判斷反應區(qū)域 頂塔 ackb1apk441BLB1AGA???????????（ 3）快速反應化學吸收 cB1= kmol/m3 反應工程 第八章 氣液反應工程 104 2021年 6月 17日 7時 0分 據(jù)此，判斷為膜內瞬間反應，不存在物理吸收段。 兩種反應區(qū)域交界處的臨界濃度必滿足 4 ???????? BCACBCLBACGA cpackbapk反應工程 第八章 氣液反應工程 108 2021年 6月 17日 7時 0分 ACACAACTBBCppppLpGccc )102(1107128)( 454511????????????? ?塔頂至臨界截面之間物料衡算得 二式聯(lián)立解得 34 / , mm olcat mp BCAC ??? ?b. 計算填料層高度 界面反應段 m 1 2 102109 5 ln10 )(444511??????????????AcAAcAppAAGAppAApdpapkGardppGH 上反應工程 第八章 氣液反應工程 109 2021年 6月 17日 7時 0分 膜內瞬間反應段 填料層總高度 m 10 )(10 )(443545222???????????????????????????AAcAAcAAcppAAAppBLALBAAAGAppAAppdpcDDbHpdpapKGardppGH下m ????? 下上 HHH反應工程 第八章 氣液反應工程 110 2021年 6月 17日 7時 0分 小結 ?雙膜理論 ?氣液相反應的類型 ?化學吸收增加系數(shù)（增強因子） β和八田準數(shù) (膜內增強系數(shù) )γ,二者的作用及聯(lián)系 ?氣液相反應器選型 ?氣液相反應器的型式 ?填料塔的計算 反應工程 第八章 氣液反應工程 111 2021年 6月 17日 7時 0分 習題 P275 7