Кинетика абсорбции.
Физическая абсорбция. Применительно к абсорбции уравнение массопередачи, если движущую силу выражают в концентрациях газовой фазы, принимает вид:
(2.14)
Если движущую силу выразить в концентрациях жидкой фазы, то уравнение массопередачи имеет вид:
(2.15)
Коэффициенты массопередачи определяются:
(2.16)
(2.17)
В хорошо растворимых газах m незначительно, а 
велика, т.е. мало сопротивление в жидкой фазе, тогда 
и можно принять
.
Для плохо растворимых газов можно пренебречь диффузионным сопротивлением в газовой фазе, так как 
велики и можно принять
.
Для процесса абсорбции в уравнение массопередачи (2.14) молярные концентрации газовой фазы может быть заменены парциальными давлениями газа, выраженными в долях общего давления:
(2.18)
Здесь 
- средняя движущая сила процесса, выраженная в единицах давления; 
- коэффициент массопередачи, отнесенный к единице движущей силы, выражаемой через парциальные давления поглощаемого газа.
Если равновесная линия прямая, то для получим:
(2.19)
(2.20)
Здесь 
- соответственно, парциальные давления газа на входе в аппарат и выходе из него; 
- равновесные парциальные давления газа на входе в аппарат и на выходе из него.
Если парциальное давление выражено в долях общего давления Р, то коэффициенты массопередачи 
и 
численно равны, если парциальные давления выражены в единицах давления, то 
.
Хемосорбция. Если химическая реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного компонента в жидкости снижается и увеличивается движущая сила процесса.
В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости химической реакции, так и от скорости массопередачи между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции.
В кинетической области скорость собственно химического взаимодействия меньше скорости массопереноса и поэтому лимитирует скорость всего процесса. В диффузионной области лимитирующей стадией является скорость диффузии компонентов в зоне реакции, которая зависит от гидродинамических условий в системе и определяется по основному уравнению массопередачи.
Если скорости химической реакции и массопередачи соизмеримы, то такие процессы абсорбции протекают в смешанной, или диффузионно-кинетической области.
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе 
при протекании химической реакции можно определить:
(2.21)
где Ф – фактор ускорения массообмена, 
. Для определении Ф можно использоваться графиками построенными для комплекса величин с учетом вида химической реакции.
Лекция 10
Дата добавления: 2016-05-25; просмотров: 976;