Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

18
После того как хемосорбент практически полностью прореагирует с поглощаемым
веществом (
1
j ), растворимость его при увеличении давления будет возрастать только
за счет физической абсорбции.
1.2.2. Кинетика гетерофазных реакций
Особенностью гетерофазных процессов является необходимость
переноса реагентов из одной фазы в другую за счет массопередачи. При этом
в зависимости от относительной скорости химической реакции и
массопередачи существует несколько областей гетерофазных реакций,
различающихся своими закономерностями, которые усложняются по
сравнению с гомогенными гомофазными процессами.
Кинетическая область гетерофазных реакций
В случае, когда массопередача протекает намного быстрее химической
реакции, между концентрациями веществ в каждой фазе устанавливается
равновесие, соответствующее уравнению (1.1), и общая скорость процесса
лимитируется наиболее медленной стадией - самой химической реакции,
протекающей в объеме. Такая область гетерофазных процессов называется
кинетической.
При исследовании и количественном описании процесса важно
установить, что реакция протекает в кинетической области. Если жидкость
реагирует с неразбавленным газом-реагентом и не образуются газообразные
продукты, то кинетическая область достигается при такой скорости подачи
газа, при которой скорость реакции больше не увеличивается. Труднее
решить этот вопрос для реакции с газами, парциальное давление которых
меняется в ходе процесса (большинство процессов санитарной очистки
газов). В любом случае, одним из признаков протекания гетерофазной
реакции в кинетической области является независимость скорости процесса
от внешних гидродинамических условий.
Рассмотрим гетерофазную реакцию А
ж
+ Y
г
продукты. Примем, что
реагент А находится в жидкой фазе 1, где его концентрация равна С
A,1
, а
вещество Y - в газовой фазе 2, где его концентрация или парциальное
давление составляют C
Y,2
или Р
Y,2
(рис.1.2). Рассмотрим несколько типичных
случаев построения кинетических моделей для простой реакции,
описываемой уравнением
A Y
n n
A Y
r k C C
.
Допустим, реакция протекает в одной жидкой фазе, что наиболее
типично для систем газ-жидкость. Концентрацию второго реагента Y в фазе
1, где протекает реакция, находим из уравнения (1.1)
,1 ,2
C P H
,
и тогда скорость реакции, отнесенная к единице объема этой фазы, будет
равна:
,1 ,1 ,1 ,2
A Y A Y
Y
n n n n
A Y A Y
n
Y
k
r k C C C P
H
(1.21)
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы