Теоретические основы технологических процессов охраны окружающей среды - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

23
f
r
0 0,5 1 1,5
линейная скорость газа
скорость реакции,
удельная поверхность контакта
(f)
Рис. 1.4. Зависимость скорости реакции r и удельной поверхности контакта фаз f от
линейной скорости газа в барботажной колонне
Переходная область с учетом реакции в пограничной пленке
В предыдущем разделе была рассмотрена переходная область протекания
гетерофазных процессов без учета химической реакции в пограничной пленке, что
является лишь некоторым приближением к реальным процессам, не оправдывающимся
при сравнительно быстрых реакциях. Из-за химической реакции в пограничной пленке
фазы 1 и при условии, что диффузионное сопротивление сосредоточено также в этой
пленке, изменение концентрации вещества Y на ней будет описываться уже не прямой, а
некоторой кривой.
Это объясняется тем, что количество диффундирующего реагента Y будет
постепенно снижаться вдоль оси х из-за его расходования на реакцию. Определенная доля
вещества Y, зависящая от относительной скорости реакции, пройдет через пограничную
пленку и будет находиться в объеме фазы 1 в концентрации С
Y,1
. Таким образом,
химическая реакция будет протекать как в пленке, так и в объеме фазы 1, где находится
реагент А.
При дальнейшем рассмотрении мы ограничимся реакцией первого порядка по
веществам А и Y, причем будем считать, что концентрация реагента А в жидкой фазе 1
значительно больше, чем С
Y,0
. Это соответствует реакции псевдонулевого порядка по
веществу А при его большой концентрации в фазе 1 или при меньшей концентрации А-
реакции с веществом Y, плохо растворимом в фазе 1, где протекает реакция. Сделанное
допущение позволяет пренебречь изменением концентрации реагента А в пограничной
пленке, считая ее постоянной и равной С
A,1
. Кроме того, примем, что на границе раздела
фаз устанавливается равновесие в фазовом распределении вещества Y, т. е. С
Y,0
= P
Y,2
/H
Y
.
Уравнение для скорости расходования реагента Y, при сделанных допущениях
следующее:
,1
,1 ,0
( )
Y
Y Y Y
C
r Ha C
ch a
, (1.25)
где
Ha
- модифицированный критерий Хатта,
a
Ha
th a
;
,1
A
Y
k C
a
D
;
- толщина пограничной пленки жидкой фазы.
Nitro PDF Trial
www.nitropdf.com

Страницы