ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика массопередачи с последовательно-параллельными химическими реакциями из "Газожидкостные хемосорбционные процессы Кинетика и моделирование" В ряде работ исследована теория некоторых специальных случаев одновременной абсорбции двух компонентов газа. Так, рассмотрена проблема [80, 90], связанная с химическим взаимодействием компонентов между собой после перехода их в жидкую фазу. Получены приближенные аналитические и численные решения для абсорбции двух газов, сопровождаемой сложной реакцией, в частности последовательно-параллельной реакцией, включающей две необратимых и одну обратимую реакцию [91]. Предполагается, что по такой схеме может протекать реакция хлоргидрирования этилена. Массопередача со сложной реакцией изучена также в работах [58, 92—94, 96]. Наконец, в работе [95] рассмотрена теория кинетики двухкомпонентной хемосорбции, осложненной обратимыми химическими реакциями, однако анализ ограничен областью протекания мгновенной реакции. [c.85] Особенный интерес представляет поведение кривых при промежуточных значениях гг/гь Например, при Г2/Г1 = 10 и достижении некоторого значения Я1 Я1 5М) система ведет себя как система только с первой реакцией, и = 5. Однако дальнейшее увеличение приводит к тому, что скорость первой реакции становится настолько большой по сравнению со скоростью диффузии, что лимитирующей становится скорость второй реакции. Поэтому кривая приближается к нижней асимптотической кривой. Чем больше тем ярче выражен экстремум функции 7( 1) и тем при меньших значениях он проявляется. Экстремальный характер зависимости от является необычным и не найден для массопередачи с одной химической реакцией. [c.86] Таким образом, протекание медленных реакций в массе жидкости для сложных газо-жидкостных процессов можно представить двумя предельными случаями 1) концентрация Рж постоянна по объему аппарата 2) в любой точке аппарата величина Рж пропорциональна концентрации хемосорбента Вж-Приведенные соотношения позволяют оценить величину Рж и соответственно скорость реакций в основной массе жидкости, а также оценить влияние условий перемешивания жидкости на эффективность работы аппарата (см. гл. 5). [c.87] В математическом отношении описание процесса включает и так называемые жесткие системы, когда скорости химических реакций различаются до 10 ° раз. Разработанный алгоритм следует использовать для расчета хемосорбционных процессов в массообменных аппаратах пленочного и насадочного типов с произвольным характером течения пленки, в которых концентрация компонентов претерпевают по высоте аппарата столь значительные изменения, что скорости быстрых реакций могут стать сравнимыми со скоростями реакций медленных. Решение учитывает функции От (у) и Шх(у), определяемые характером течения. Результаты рекомендуется использовать и при соизмеримости фазовых сопротивлений, причем для описания массопередачи в газовой фазе используется коэффициент массоотдачи, который принят независимым от продольной координаты. [c.88] Граничные условия таковы состав жидкости на входе в аппарат считается известным (он задается либо принимается равновесным), известен также состав газа на обоих концах аппарата. На границе раздела фаз для передаваемого компонента выполняется условие неразрывности потока вещества, для остальных компонентов граница раздела считается непроницаемой. Около стенки поток вещества в поперечном направлении равен нулю. [c.88] При реализации алгоритма использованы конечно-разностные методы применена безытерационная безусловно-устойчивая разностная схема, имеющая второй порядок точности по обеим координатам. В работе подробно описан метод решения системы конечно-разностных уравнений с переменным шагом по обеим координатам. [c.88] Проведенные расчеты показали, что замена параболического профиля, характерного для ламинарного режима течения пленки, степенным профилем, соответствующим турбулентному режиму течения, практически не оказывает влияния на распределение концентраций. В то же время, замена Оа турбулентным коэффициентом диффузии приводит к ускорению массопередачи. [c.89] Указанный алгоритм расчета массопередачи со сложной химической реакцией разработан для одного компонента, который вступает в химические реакции с активными реагентами жидкой фазы. Однако основные положения алгоритма, по-видимому, можно рекомендовать и для расчета массопередачи двух компонентов газа с последующими последовательно-параллельными реакциями произвольной скорости в жидкой фазе. [c.89] Вернуться к основной статье