化学反应工程第三版课件教学课件 作者 陈甘棠 主编第八章 多流体相的反应过程.ppt

《化学反应工程第三版课件教学课件 作者 陈甘棠 主编第八章 多流体相的反应过程.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、伴有不可逆与可逆反应的传质2理论简述1第8章　多流体相的反应过程鼓泡塔4填料塔3液液相反应过程6搅拌鼓泡釜5第8章　多流体相的反应过程浆态反应器78.1理论简述8.1理论简述(详见教材P130、P131)8.1理论简述（１）双膜理论8.1理论简述今设对组分Ａ的物理吸收速率（单位时间、单位相界面上吸收的物质的量）为，则根据液膜传质系数的定义故同样，也可以写出以气膜中Ａ的分压表示的速率式：则有8.1理论简述（２）渗透理论在接触时间自内通过液膜的平均传质速率为：与传质速率一般式相比，有8.2伴有不可逆与可逆反应的传质12基

2、础方程气液非均相系统中的几个重要参数34反应速率的实验测定反应器型式的选择对气液相反应：8.2伴有不可逆与可逆反应的传质对典型的气液相反应在定态下，以单位表面积为基准的反应速率就等于吸收速率，故仍然可以采用费克第一定律。也可得一对微分方程组8.2.1基础方程（１）瞬间反应的情况对瞬间不可逆反应，不存在Ａ、Ｂ并存的区域，故可写：浓度分布为反应速率为8.2.1基础方程（２）极慢反应的情况以单位液相体积计的反应速率为（３）中间速率反应的情况①不可逆二级中速反应式（8-12）的边界条件为8.2.1基础方程在式（8-21）的边

3、界条件下，二阶微分方程（8-12）没有显式解，只有数值解。②不可逆拟一级中速反应其中③不可逆二级快反应此时，式（8-12）的边界条件为8.2.1基础方程求得的近似解的β为其中8.2.1基础方程ａ．当时，即，则8.2.1基础方程ｂ．当和时，β值都落在图中对角线附近，这相当于拟一级反应的情况。ｃ．在一定值时，增加γ，则β也增加，最后β值趋近于。④一级或拟一级不可逆快速反应将式（8-12）简化为于是其中此式可标绘如图8-6。由图可见：8.2.1基础方程8.2.1基础方程对于快速反应，即情况（c）、（d），要同时考虑传质及反

4、应速率。⑤慢速反应但仍需考虑传质的情况8.2.2气液非均相系统中的几个重要参数（１）膜内转化系数γ由式（8-26）可得①，反应全部在液相主体中进行，为慢反应的情况。，中等速率反应的情况。（２）增强系数β瞬间飞快反应8.2.2气液非均相系统中的几个重要参数不可逆一级快反应不可逆二级快反应对零级反应，也可导得而对可逆一级反应，有8.2.2气液非均相系统中的几个重要参数（３）反应相内部利用率η对一级反应，可将代入而解得：对二级反应，只有数值解，如图8-7所示8.2.2气液非均相系统中的几个重要参数按釜内液相体积计算的反应速

5、率为对反应从液相进出口浓度及也可以计算釜内平均反应速率8.2.3反应速率的实验测定8.2.4反应器型式的选择填料高度的计算公式可从塔内微元高度作物料衡算求得，设气体内被吸收溶质的含量较少，式（8-45）作重排并积分可得平均推动力取的对数平均，式（8-46）可简化成8.3填料塔用惰性气体量为基准，进行物料衡算：对和值用进、出口的平均值，上式可简化成如果平衡线为直线，可得到和式（8-47）相一致的计算式，通常可以忽略不计，从式（8-49）可得8.3填料塔8.3填料塔对填料塔可用下式计算：计算伴有化学反应的值需分别测定单纯

6、物理传质过程的值，再用增强系数β值作校正，8.3填料塔8.4鼓泡塔12鼓泡塔的流体力学鼓泡塔内的传热和传质3鼓泡反应器的数学模型和设计（１）气泡直径若，即8.4.1鼓泡塔的流体力学实验证明，对空气-水系统当，小孔直径；和小孔气速对气泡直径的经验关系式为：当时，8.4.1鼓泡塔的流体力学8.4.1鼓泡塔的流体力学（２）气泡上升速度在单个气泡时，气泡的上升速度可按力的平衡导出其自由浮升速度为：当时，当时，如果用圆帽形气泡的曲率半径计算，则工业上鼓泡反应器内的气泡浮升速度一般可用下式计算：（３）气含率可从测量静液层高和通气

7、时液层高度H算出：可作为空塔气速和实际气速的联系：8.4.1鼓泡塔的流体力学对单位高度床层的平均停留时间为气泡在整个鼓泡液层中的平均停留时间为液体空床流速和实际流速间的关系为结合以上三式可得8.4.1鼓泡塔的流体力学在湍动区，和可用图8-9和图8-10查得。8.4.1鼓泡塔的流体力学对空气-水系统对其他物料另外一种广泛适用的关联式为（４）比相界面积8.4.1鼓泡塔的流体力学这一简化公式适用于（５）鼓泡塔床层高度和返混鼓泡床内的返混，气相部分和液相部分情况各异。8.4.1鼓泡塔的流体力学（１）鼓泡塔内的传热　通常采用三

8、种热交换方式：①采用夹套、蛇管或列管式冷却器；②采用液体循环外冷却器；③利用溶剂、反应物或产物的汽化带走热量。8.4.2鼓泡塔内的传热和传质8.4.2鼓泡塔内的传热和传质对其他液体可引入数进行修正：也可用传热因子的关联式进行计算：对完全湍动区或泡沫较多的情况，可采用公式：8.4.2鼓泡塔内的传热和传质（２）鼓泡塔内的传质鼓泡塔内的传质过程，一般