ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гомогенные и гетерогенные процессы при бесконечно большой скорости реакции из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов" На рис. УП-1 обозначены А — абсорбируемый компонент рд — его парциальное давление в ядре потока р р. — то же, на границе раздела фаз, чему соответствует с р. — мольная концентрация А в растворе. Эти две величины связаны через константу Генри соотношением = Яс р.. [c.161] Концентрация В в жидкости равна Сд. Компонент А — отсутствует. Вследствие этого он диффундирует от границы раздела через пограничный жидкий слой и вступает в химическое соединение с В, образуя продукт АВ. При этом концентрация А уменьшается до нуля к моменту окончания реакции на расстоянии х от поверхности раздела фаз. Компонент В диффундирует сквозь жидкий пограничный слой в направлении границы раздела фаз его концентрация уменьшается и на расстоянии х , где он исчезает вследствие химической реакции, Сд = 0. Продукт АВ накапливается в слое х до некоторой концентрации и диффундирует в жидкость. [c.161] По этому варианту реакция протекает внутри пограничного жидкого слоя, реагенты диффундируют по направлению к зоне реакции, которая имеет строго определенную границу. При бесконечно быстрой реакции процесс происходит на границе раздела фаз и толщина реакционного слоя а — 0. [c.161] В установившемся процессе должно существовать равенство количеств реагентов, прореагировавших и притекающих к зоне реакции, т. е. [c.163] Уравнение (УП-З) является кинетическим уравнением. Оно связывает скорость реакции компонента и факторы диффузионного и конвективного массообмена. Применительно к частным случаям из него получаются соответствующие расчетные зависимости. [c.164] Это выражение является расчетным при бесконечно большой скорости реакции. [c.164] Соотношение (VII,7) может слзгжить критерием для выбора расчетной зависимости и в случае сопоставимых по величине скоростей массообмена и химической реакции. Левая часть этого соотношения по смыслу своей размерности [кмоль-.ч- -ч-Ц выражает поток вещества из ядра газового потока к границе правая же часть по той же причине дает поток вещества от границы фаз к ядру жидкости. [c.164] Концентрация компонента А значительно уменьшается в реакционной зоне, затем сравнительно медленно снижается в остальной части жидкого пограничного слоя, где реакция практически заканчивается. [c.164] Следует отметить, что вычисление скорости реакции по формуле (VII,10 затруднено определением величины Яд = рд гр /сд, так как речь идет о растворимости А в жидкости, содержащей значительное количество В. [c.165] Реагент А вследствие уменьшившейся скорости реакции сможет пройти через весь этот слой и войти в основной поток жидкости. Из-за сравнительно высокой концентрации А успеет значительно прореагировать в ламинарном жидком слое. Однако до конца А будет реагировать в ядре жидкого потока. [c.165] Анализ задачи для реакции первого порядка при тех же допущениях (т. е. В нерастворимо в газе и концентрация с настолько высока, что практически остается постоянной по всему объему) пока не привел к расчетной зависимости, поскольку трудно оценить растворимость А в растворе, богатом В. [c.165] Это выражение дает скорость диффузии А в жидкую пленку на границе раздела фаз. [c.166] Такое количество вещества продиффундирует через единицу поверхности в единицу времени из газа в граничную жидкую пленку, если вся реакция закончится в ее пределах. [c.166] Очевидно, что разность выражений (VII,16) и (VII,17) даст то количество вещества, которое не успеет вступить в реакцию и выйдет из граничного ламинарного слоя в ядро потока. [c.166] Критерий Хатта является поправочным коэффициентом, позволяющим определить коэффициент массоотдачи при абсорбции, сопровождаемой химической реакцией. [c.167] При этом предполагается, что скорость диффузии котонента А мала и присутствие соединения А В па. нее не влияет. Те же допущения делаются и по отношению к компоненту В. [c.167] Выражение (VII,24) дает значение коэффициента массоотдачи при наличии химической реакции, что отмечается звездочкой. При отсутствии реакции его значение определяется из следующих соображений. [c.168] Анализ этого выражения позволяет судить о степени влияния химической реакции на массообмен. Низкие концентрации потока В (с ) или малые коэффициенты диффузии этого компонента приближают числовое значение к единице и уменьшают эффект химической реакции. [c.168] Формула (VII,26) является результатом значительных упрощений. Более точные решения даны ранее приведенными формулами. [c.168] Теория проникновения (пеиетрацви) Хшвн. Пленочная теория рассматривает массопередачу через неподвижный пограничный слой каждой жидкости, примыкающей к границе раздела фаз. Механизм массопередачи — молекулярная диффузия. [c.168] Вернуться к основной статье