ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сопоставление результатов приближенного аналитического решения с экспериментальными данными из "Газожидкостные хемосорбционные процессы Кинетика и моделирование" Сравнение коэффициентов ускорения массопередачи (или скорости абсорбции), рассчитанных по уравнению (2.40) и найденных экспериментально, выполнено для различных физикохимических систем и аппаратов. Исследована массопередача как с необратимой, так и с обратимой химической реакцией. Коэффициенты массоотдачи Рж определены из расчета и экспериментально, причем в отдельных экспериментах одновременно измеряли скорость хемосорбции. В подавляющем большинстве случаев достигнута удовлетворительная для инженерных целей сходимость расчетных и экспериментальных значений скорости массопередачи с химической реакцией (или у) [5, 6, 11, 47, 48, 63, 78]. Приведем некоторые результаты. [c.57] Система СОг —водный раствор аОН. На рис. 2.9 представлены результаты исследований скорости хемосорбции СОг водным раствором ЫаОН в пленочной колонне, полученные в ГИАП Ю. В. Фурмером. [c.57] Анализ экспериментальных данных Р. Нийсинга [71], полученных для короткой трубки с орошаемыми стенками, также показывает хорошую сходимость ут и у о (табл. 2.9). [c.58] Система Н25 — водный раствор МЭА (ДЭА). Экспериментальная проверка уравнения (2.58) проведена в абсорбционной колонке с ламинарной струей жидкости [11]. Предварительные опыты по абсорбции НгЗ водой дали косвенное подтверждение тому, что профиль скоростей по сечению струи, по-видимому, близок к плоскому, т. е. струю, формируемую насадкой, можно рассматривать как близкую к идеальной. [c.58] ЛЯ поверхности струи вблизи выходного отверстия сопла, где возможна область протекания реакции псевдопервого порядка или переходная, ничтожно мала. [c.59] Система Og—водный раствор ДЭА. Контрольные исследования показали, что при хемосорбцип СОг ламинарной струей ДЭА поверхностная конвекция (см. рис. 4.6) проявляется весьма слабо и при обработке опытных данных по кинетике этот эффект можно не учитывать. [c.59] В опытах измеряли скорость хемосорбции при различной длине струи (табл. 2.10). Результаты сопоставления теории и опыта представлены на рис. 2.11. Из рис. 2.11 видно, что соблюдается пропорциональность между скоростью абсорбции и длиной струи, т. е. по длине струи режим хемосорбции не изменяется для обеих исследованных концентраций ДЭА. Анализ показывает, что это — режим реакции псевдопервого порядка. Так, значения г Вж для двух концентраций ДЭА соотносятся так же, как и концентрации, а значения константы скорости химической реакции, вычисленные по уравнению (2.63), близки к значениям, рассчитанным по уравнению (2.93). [c.59] Ряд опытов провели таким образом, чтобы процесс массопередачи протекал в переходной области. Как следует из табл. 2.11, согласование экспериментальных и расчетных коэффициентов ускорения массопередачи хорошее. [c.59] СО2 МОЖНО рассматривать как абсорбцию, осложненную сравнительно быстрой обратимой реакцией (6.11), протекающей в. пограничном слое, и сравнительно медленными обратимыми реакциями (6.13) и (6.15) СО2 с гидроксилионом и водой, протекающими в основной массе жидкости. [c.60] Экспериментальная проверка проведена [47] в противоточ-ном аппарате барботажного типа (рис. 2.12). Сравнительно небольшая высота газожидкостного слоя, полное перемешивание жидкости в колонне и подача в барботажную колонну неравновесного раствора (т. е. предварительно пропущенного через насадочную колонну, куда противотоком подавался СОг) обеспечивали минимальное изменение концентрации как свободного, так и связанного СОг в растворе по отношению к соответствующим входным концентрациям, и выполнение условия Лж onst по высоте слоя. [c.61] Экспериментальная скорость абсорбции СОг, отнесенная к объему барботажного слоя, рассчитана по известным скорости жидкости, концентрациям СОг в жидкости на входе в колонну и выходе из нее и высоте слоя. При исследовании физического коэффициента массоотдачи использован метод, основанный на измерении скорости десорбции N2O из растворов при одновременном протекании хемосорбционного процесса. [c.61] Некоторые экспериментальные данные по скорости хемосорбции и результаты расчета по уравнению (2.107) представлены на рис. 2.13 и 2.14. Охвачены интервалы степеней карбонизации 0,5—0,78, концентрации МЭА 0,5—3,7 кмоль/м , температур 20—63 °С. Как видно из рис. 2.13 и 2.14 экспериментальные и расчетные значения скорости абсорбции согласуются удовлетворительно. Например, для зависимости / (а) (рис. 2.13) отклонение опытных точек от теоретической кривой не превышает 20%, а большинство данных согласуется с точностью 8%. [c.61] Теория хемосорбции позволяет дать физическое объяснение экспериментальным зависимостям, характер которых совершенно не очевиден. Так, для зависимости j (Wг) (рис. 2.14) рост скорости газа первоначально приводит к увеличению так как увеличение в переходной области положительно влияет на скорость хемосорбции. [c.63] Однако при Лж/Лр 0,9, когда процесс приближается к кинетической области, влияние на / ослабевает. Более того, начинает сказываться уменьшение ж. [c.63] На рис. 2.15 приведены экспериментальные данные Д. Астари-ты [78] по абсорбции СОг раствором МЭА в аппарате с мешалкой. Опытные данные хорошо согласуются с теоретическими кривыми. Такая же корреляция характерна и для опытных данных, полученных П. Данквертсом и К. Мак Нейлом (48] (табл. 2.12). Изложенное показывает, что уравнение (2.39) удовлетворительно описывает экспериментальные данные по массопередаче с химической реакцией произвольной скорости в широком диапазоне изменения гидродинамических и физикохимических параметров. Это указывает на возможность практического использования модельных представлений, изложенных в гл. 1, для приближенного описания скорости массопередачи с химической реакцией. [c.64] Таким образом, можно сделать вывод о том, что направление, основанное на теоретическом расчете коэффициента ускорения у с применением эмпирического или полуэмпирического значения коэффициента массоотдачи р, является корректным и может быть использовано для моделирования хемосорбционных процессов. [c.64] Вернуться к основной статье