化工反應(yīng)器設(shè)計(jì)及類型介紹-資料下載頁
2025-01-01 05:18本頁面
【正文】 模型，即 ? (1)氣、液兩相均為全混流的數(shù)學(xué)模型； ? (2)氣相為活塞流，液相為全混流的數(shù)學(xué)模型； ? (3)氣、液兩相均為活寒流的數(shù)學(xué)模型： ? 較廣泛應(yīng)用的是針對(duì)鼓泡塔設(shè)計(jì)的 氣相為活塞流，液相為全混流 的數(shù)學(xué)模型： ? 設(shè)鼓泡塔中氣相組分 A與液相組分 B成逆流接觸進(jìn)行吸收反應(yīng)，塔內(nèi)液相濃度均一，且單位體積氣、液混合物的相界面積 A不隨位置而改變；但塔內(nèi)的總壓則隨塔高而改變，并符合以下線性關(guān)系： (540) ?????? ??? zp GL )1(1p 0 ??? 如圖 511所示，在塔內(nèi)距上界面 ? 的距離為 Z處取一微元高度為 dZ， ? 對(duì)此微元段作物料衡算，則有： 將 541積分得： 541 542 dZAArdy cAAGn ..).(.q , ?? ?? ??? LAAyy AAcGnLrAdyAqdZL .0. )(,0 設(shè)反應(yīng) A+BS 為擬一級(jí)反應(yīng)，由于液相呈全混流狀態(tài)，塔內(nèi)組分 B的濃度均一恒定，而液膜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率與物理吸收速率之比遠(yuǎn)大于 1。此時(shí)，鼓泡吸收塔內(nèi)的宏觀反應(yīng)速率 (rA)可表示為： 代入 541得 543 544 iALAA CkDr , .)( ?? dZkDCAAdyq LAiAcAGn .,. ? 在恒溫條件下的吸收過程 k為常數(shù)；如果氣、液相界面氣相一側(cè)氣膜的阻力可忽略不計(jì) ,則相界而處組分 A的分壓 PA,i應(yīng)與氣相主體的分壓 PA,G相等。則有 由 540,545,544得 545 546 AAAGAAiAAiA ypyHpHpHc???? 1,? 當(dāng) Z=0時(shí) yA＝ ； Z＝ L時(shí)， yA＝ ? 積分得 : 547 解式 (547)即可求出鼓泡塔內(nèi)氣、液混合物的高度 L ? 如果氣膜內(nèi)的傳遞阻力不能忽賂．則應(yīng)找出氣膜內(nèi)組分 A的分壓 PA,i與氣相主體內(nèi)組分 A的分壓 PA,G的關(guān)系。因?yàn)榻M分 A通過氣膜的傳質(zhì)速率應(yīng)與該組分在液相中的轉(zhuǎn)化速率相等，當(dāng) ? 化學(xué)反應(yīng)速率大于物理吸收速率時(shí)，即 ? 得 548 則 549 ? 鼓泡塔內(nèi)氣、液混合物層高與塔徑之比 (L/D)一般為 3~12。 ? 鼓泡塔的高度除了氣、液混合物的高度外，還包括氣、液相分離空間，其高度一般約為氣、液混合物高度的 1/3左右 . 第八節(jié) 氣、液、固三相反應(yīng)器 ? 氣、液、固三相反應(yīng)器有滴流床反應(yīng)器和漿態(tài)反應(yīng)器兩種形式 ? 一、滴流床反應(yīng)器 ? 滴流床反應(yīng)器類似于固定床反應(yīng)器．兩者不同之處是在滴流床反應(yīng)器內(nèi)存在液相和氣相兩相流動(dòng) . ? 滴流床的數(shù)學(xué)模型是在如下假定的基礎(chǔ)上建立的： ? (1)假定兩相流處于滴流區(qū)，氣體和液體在床層內(nèi)分布均勻 ? (2)固體催化劑表面完全潤濕 。 ? (3)液體不揮發(fā) 。 ? (4)氣、液、固三相的溫度相同 。 ? 根據(jù)以上假定，可認(rèn)為床層內(nèi)不存在徑向的濃度梯度，氣、液兩相流動(dòng)均為活塞流?？砂椿钊鬟M(jìn)行物料街算 . ? 設(shè)滴流床內(nèi)由氣相組分 A和液相組分 B進(jìn)行反應(yīng)，若不計(jì)氣膜內(nèi)的擴(kuò)散阻力，則 氣相中組分 A的物料衡算為 ： 550 設(shè) 液相的空床流速為 ,對(duì)液相作物料衡算，則有 : 551 ? 對(duì)液相組分 B作物料衡算．則 552 在定常態(tài)時(shí)，單位時(shí)間由液相主體向催化別表面?zhèn)鬟f的物質(zhì)量，應(yīng)等于單位時(shí)間在催化劑表面上反應(yīng)的量。因此， 553 554 ? 擴(kuò)散有效因子 η與梯勒 (Thiele)模數(shù) Φ有關(guān)。當(dāng)反應(yīng)速率只為組分 A的濃度的函數(shù)，且在球形催化劑顆粒表面的反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)時(shí)， η和 Φ分別由下式計(jì)算： 555 556 有效擴(kuò)散系數(shù) De系指催化劑微空內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)，它與 擴(kuò)散系數(shù) DA的關(guān)系為： 即為滴流床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程 (數(shù)學(xué)模型 )。 557 ? 當(dāng) Z＝ 0， CG、 A＝ .0， ＝ ，對(duì)上述方程積分并聯(lián)立求解，可以計(jì)算催化劑床層高度。 ? 如果化學(xué)反應(yīng)速率只與組分 A的濃度有關(guān)，對(duì)于擬一級(jí)反應(yīng)，上述設(shè)計(jì)方程紹即可簡(jiǎn)化成只有組分 A的一個(gè)物料衡算式，即： ? 其中 ，稱為“宏觀反應(yīng)速率常數(shù) ,即 558 559 二 漿態(tài)反應(yīng)器 ? 氣體為分散相，從固、液混合的漿液中連續(xù)鼓出，固體催化劑則隨液相運(yùn)動(dòng)。 ? 在加氫、氧化、鹵化、聚合和發(fā)酵等化學(xué)或生物反應(yīng)過程中應(yīng)用。 ? 漿態(tài)反應(yīng)器有 機(jī)械攪拌釜、環(huán)流式反應(yīng)器、鼓泡塔和三相流化床 等四種型式。如圖 512所 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH
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