多相反應(yīng)及反應(yīng)器ppt課件(已改無錯(cuò)字)
2023-05-29 22:21:03 本頁面
【正文】 ??????＝MM特殊情況下的氣液吸收速率 ? (1)快速反應(yīng)，即反應(yīng)速率常數(shù) k值很大，以致 M》 l， 由雙曲正切函數(shù)的性質(zhì)知： ? 在此條件下則有： ? 此時(shí)有： ? 一般情況下，液相體積遠(yuǎn)大于液膜體積 ?1，當(dāng) M也大于 1， 因此 ?很小，表明化學(xué)反應(yīng)在液膜中已完成，液主體 A的濃度為 0。 1t an h3M ?? M時(shí)，當(dāng)AiAlAiLA ckDckMM?????)(?M??1?特殊情況下的氣液吸收速率 ? （ 2）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行得很慢時(shí)，即反應(yīng)速率常數(shù)很小，此時(shí) M1，由雙曲函數(shù)的性質(zhì)可知： ? 因此化學(xué)吸收增大因子與氣液反應(yīng)有效因子化簡為： ? 由此可知， ?M表示液相中的反應(yīng)速率與液膜中的傳質(zhì)速率的相對大小。 這個(gè)結(jié)果雖然是以 M《 1為前提，但 ?值卻可能很大， 因此，αM 的值可能遠(yuǎn)大于 1，也可能遠(yuǎn)小于 1，視 α 值的大小而定。 MM ?ta n h111 ?????? MMMMM?????液膜中的傳質(zhì)速率液相中的反應(yīng)速率???ALALLALcakkckakDAM2??特殊情況下的氣液吸收速率 ? 如果反應(yīng)器內(nèi)存液量甚多， 例如鼓泡反應(yīng)器， ?》 1，縱使因反應(yīng)速率常數(shù)很小以致 M值也很小，但 ?M值仍可遠(yuǎn)大于 1。 此時(shí) β→l ， η→l/( ?M)。 ? 例如， M=, ?=1000，則 ?M=50， β= ，η= 。 ? β→l 表示氣液吸收過程的宏觀反應(yīng)速率由物理吸收速率所決定。 η→l/(αM) 表示液相利用率雖不高，但化學(xué)反應(yīng)仍以某種程度在液相中進(jìn)行。 ? 如果 ?和 M都小 ， 致使 ?M《 1時(shí) ， 則 β→αM ， η→l 。 ? 例如 ， M=, α= 10， 則 。 αM= ， β= ，η=l 。 這表示反應(yīng)速率慢 ， 化學(xué)反應(yīng)在整個(gè)液相內(nèi)進(jìn)行 ，過程的宏觀反應(yīng)速率由液相均相反應(yīng)速率所決定 。 特殊情況下的氣液吸收速率 ? 隨著化學(xué)反應(yīng)速率與傳質(zhì)速率相對大小的不同 ， 氣液反應(yīng)過程具有不同的特性 。 ? 化學(xué)反應(yīng)速率大的氣液反應(yīng) ， 反應(yīng)在液膜已基本進(jìn)行完畢 ， 其宏觀反應(yīng)速率由 式?jīng)Q定 ， 此時(shí)的速率只與 k、 DAL和 cAi有關(guān) 。 因此 ， 欲提高宏觀反應(yīng)速率 ， 需從提高反應(yīng)溫度 (可使 k及DAL增大 )、 減小氣膜阻力 (可使 cAi增大 )等著手 ， 而增加液相湍動(dòng) ，減小液膜厚度等 ， 效果是不大的 。 ? 化學(xué)反應(yīng)速率慢的氣液反應(yīng) ， 反應(yīng)主要在液相主體中進(jìn)行 ， 此時(shí)采用存液量大的反應(yīng)器比較有利 。 如果液相主體中的反應(yīng)速率己能適應(yīng)傳遞過程的要求 (即 αM 1)， 則一切有利于強(qiáng)化傳質(zhì)的措施 ， 都會(huì)提高整個(gè)過程的速率 。 反之 。如果液相主體的反應(yīng)速率遠(yuǎn)較傳質(zhì)速率低 (即 αM 1)， 則應(yīng)設(shè)法改善液相反應(yīng)條件 ， 方可使整個(gè)過程的速率加快 。 AiAlckD例 在填料塔內(nèi) ， 用氫氧化鈉水溶液吸收氣體中的二氧化碳 ，反應(yīng)速率方程為 rA=K2cAcB ， 式中 cA和 cB分別為二氧化碳和氫氧化鈉的濃度 。 在塔內(nèi)某處相界面上 ， 二氧化碳的分壓為 203 1O3MPa， 氫氧化鈉水溶液的濃度為05mol/L， 溫度為 2O℃ 。 假定可按擬一級反應(yīng)處理 ，試求該處的反應(yīng)速率 。 已知 kL=1 104m/s， k2=10m3/()， 二氧化碳的溶解度常數(shù) HA= 107kmol/()， 二氧化碳在溶液中的擴(kuò)散系數(shù) DAL= 109m2/s。 解：按擬一級反應(yīng)處理時(shí)
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