[理學(xué)]第14章非均相化反應(yīng)器-資料下載頁
2025-01-19 14:56本頁面
【正文】 基本方程進(jìn)行積分可得 cA在液膜中的分布，微分后可得宏觀速率方程 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 ApipAicABcAc?反應(yīng)很慢，液膜中的反應(yīng)消耗量較少，可以忽略不計(jì) ?反應(yīng)主要發(fā)生在液相主體 (1)慢速反應(yīng)的特點(diǎn)及其反應(yīng)區(qū)域與濃度分布 慢反應(yīng)，反應(yīng)主要在液相主體內(nèi) ApipAicABcAc第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 ApBcAc極慢反應(yīng) ?A、 B在液膜中的濃度等于液相主體中的濃度 ?擴(kuò)散速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)速率，近似于物理吸收 極慢反應(yīng) 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (2)慢速反應(yīng)的宏觀反應(yīng)速率方程 BLALALAALAAAGAAL )()( ckccpHakppakr iiii ??????BLALAAGAAAL 111kcHakHakprii????() () 對(duì)于極慢反應(yīng)： AAALA pHcc i ?? BLAABLALAL cpkHckcr ???第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (a) 填料塔； (b) 噴淋塔； (c) 板式塔 液 氣 液 氣 (c) 氣 氣 液 (b) 氣 氣 液 液 (a) 三 、 氣 液相反應(yīng)器的設(shè)計(jì) (一 )氣 液相反應(yīng)器的類型 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 液 液 氣 氣 液 (d) 液 液 氣 (e) (d) 鼓泡塔； (e) 攪拌反應(yīng)器 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 氣 （ 二 ） 填料反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 PB ( l )A ( g ) B ?? ?設(shè)計(jì)計(jì)算的目的： 塔徑，填料層高度 注意： 反應(yīng)過程中氣相的物質(zhì)的量發(fā)生變化，以惰性成分為計(jì)算基準(zhǔn)，便于設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)： 反應(yīng)速率方程、物料衡算式 對(duì)于瞬時(shí)反應(yīng)或快速反應(yīng) 反應(yīng)物在液相主體中的濃度為 0，即 cAL＝ 0 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 yA+dyA cB+dcB yA cB z=0 z=H qnGI, yA1 cB1 qLI, cB2 yA2 dz z 微單元內(nèi) A的物料衡算 zarYq n d)(d ASAGI ????A的損失量＝ A的反應(yīng)量 氣相惰性組分 I的摩爾流量 的分壓的分壓＝的物質(zhì)的量氣相中惰性組分的物質(zhì)的量氣相中IAIAA ?Ys) m o l/(m 2?() 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 ?? ??? A2A1 )( ddASAGI0YYnHarYqzH2AtAtA )(ddppppY??? ????? A2A1 )()( dAS2AtAtGIppn arppppqH () AtAIAA pppppY???式 ()積分： 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 微單元內(nèi) B的物料衡算 B的損失量＝ B的反應(yīng)量 zarXq n d)(d ASBBLI ????? ?液相惰性組分 I的摩爾流量 s)m o l/( m 2 ?2BTBTB )(ddccccX??yA+dyA cB+dcB yA cB z=0 z=H qnGI, yA1 cB1 qLI, cB2 yA2 dz z BTBB cccX??第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 ?? ????? B2B1 )(ddABBLI0XXSnHarXqzH?? ????? B1B2 )()(dA2BtBBtLI ccSnarccccqH?() 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 【 例題 】 在逆流操作的填料塔中利用化學(xué)吸收把空氣中的有害氣體含量從 %降低到 %。 （反應(yīng)為界面反應(yīng)A+B→P ） 已知： kGA?ai=32 103 mol/(h?m3?atm)， kLA?ai= h1， HA= 103 atm?m3/mol， 氣相流量為 105 mol/(m3?h)， 液相流量為 105 mol/(m2?h)， 氣相總壓 pt=1atm， 液相總濃度 cT= 104 mol/m3， 吸收液中吸收劑 B的濃度為 800 mol/m3， 試球塔頂處液相中 B的濃度并計(jì)算所需塔高 H。 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (1)根據(jù)條件求出塔 底 處吸收液中 B的濃度 已知： pA1=1 %=2 104 atm， pA2=1 %=1 103 atm， cB1=800 ml/m3， qnG= 105 mol/(m3?h)， qnL= 105 mol/(m2?h)， ct= 104 mol/m3 tB2B1LtA1tA2G )( cccqppppqnn???? 所以， 343545tA1tA2LtGB1B2m o l / )11021101(800)(????????????????ppppqcqccnn全塔物料平衡 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (2)求塔高 AGAA pkr S ??對(duì)于稀薄氣體 GIG nn qq ?代入 ()式可得： ????????????????A2A1A2A1102101ln101lndd4345A1A2GAtGAAGAtGAGAAtGppnnppnppakpqppakpqpakppqH界面反應(yīng)的宏觀速率方程： 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 （ 三 ） 鼓泡塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 操作方式： 液體一次加入，氣體連續(xù)通入反應(yīng)器底部，以氣泡形式通過液層。 特 點(diǎn)： 與均相間歇式反應(yīng)器一樣，操作狀態(tài)為非穩(wěn)態(tài)。 qnGI,yA1 H yA2 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 dz qnGI, yA1 z H yA2 yA+dyA yA zrYq n d)1)((d ALAGI ????對(duì)于二級(jí)不可逆氣 液相反應(yīng) PB ( l )A ( g ) B ?? ?假設(shè)： 氣相為平推流，液相為全混流 A的物料衡算式如下： 邊界條件： nm ckcrBLALAL ??0?z A1A YY ?Hz ?A2A YY ?根據(jù)邊界條件，積分可得反應(yīng)器高度 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 zarYq SGIn d)(d AA ?????? ??? A2A1 )( ddASAGI0YYnHarYqzH氣相組分 A的物料衡算為： 假設(shè)： 氣相為平推流，液相為全混流 － rAS：以相界面積為基準(zhǔn)的反應(yīng)速率 a：比相界面積 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (1) 氣 液相反應(yīng)過程一般可概括為哪些步驟？ (2) 氣 液相反應(yīng)的本征反應(yīng)速率方程是什么涵義？ (3) 氣 液相瞬間反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？ (4) 氣 液相瞬間反應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)有何物理意義？ (5) 什么是界面反應(yīng)？ (6) 氣 液相快速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？ 本節(jié)思考題 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器 (7) 根據(jù)氣 液相擬一級(jí)快速反應(yīng)的宏觀速率方程，簡述提高反應(yīng)速率的措施。 (8) 什么是八田數(shù)？它有何物理意義？ (9) 氣 液相擬一級(jí)快速反應(yīng)的增強(qiáng)系數(shù)具有什么物理意義？ (10) 氣 液慢速反應(yīng)的基本特點(diǎn)是什么？ (11) 氣 液相反應(yīng)的宏觀速率方程根據(jù)本征反應(yīng)速率的快慢有不同的表達(dá)形式，為什么？ 本節(jié)思考題 第二節(jié) 氣 液相反應(yīng)器
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