第8章多流体相的反应过程ppt课件.ppt

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1、*第八章多流体相的反应过程流化床的基本概念当通过床层的流体流量较小时，颗粒受到的升力（浮力与曳力之和）小于颗粒自身重力时，颗粒在床层内静止不动，流体由颗粒之间的空隙通过。此时床层称为固定床。随着流体流量增加，颗粒受到的曳力也随着增大。若颗粒受到的升力恰好等于自身重量时，颗粒受力处于平衡状态，故颗粒将在床层内作上下、左右、前后的激烈运动，这种现象被称为固体的流态化，整个床层称为流化床。23流化床的优点1颗粒流动类似液体，易于处理，控制；2固体颗粒迅速混合，整个床层等温；3颗粒可以在两个流化床之间流动、循环，使大量热、质有可能在床层之间传递；4宜于大规模

2、操作；5气体和固体之间的热质传递较其它方式高；6流化床与床内构件的给热系数大。4流化床的缺点1气体的流动状态难以描述，偏离平推流，气泡使颗粒发生沟流，接触效率下降；2颗粒在床层迅速混合，造成停留时间分布不均匀；3脆性颗粒易粉碎被气流带走；4颗粒对设备磨损严重；5对高温非催化操作，颗粒易于聚集和烧结。5*8.1理论简述所谓气液相反应，是气相中的组分必须进入到液相中才能进行的反应。气-液相反应是一类重要的非均相反应。主要分为二种类型：1、化学吸收：例如原料气净化、产品提纯、废气处理等。2、制取化工产品:例如水吸收二氧化氮以生产硝酸，乙烯在氯化钯水溶液中氧

3、化制乙醛，前者为非催化反应，后者则是液相络合催化反应。*1、化学吸收液相吸收剂中的活性组分与被吸收气体中某组分发生化学反应而生成产物的化学吸收，可用于脱除气体中的有害组分，或回收气相中的有用组分。当工艺要求气相中某活性组分浓度很低而用物理吸收方法难以达到时，常采用化学吸收法。与物理吸收相比，化学吸收推动力大，可更快速彻底地吸收气相中的某些组分。化学吸收的基本要求：无毒无害无腐蚀、成本低易回收。新闻报道燃煤发电厂烟气二氧化碳捕集纯化技术，是中石化股份公司重大科技先导试验项目--“低渗透油藏二氧化碳驱提高采收率”先导试验的重要组成部分，着眼于解决油田CO

4、2驱气源不足，利用化学吸收法，将胜利发电厂燃煤烟气中的二氧化碳进行捕集、提纯、液化。这套装置投入运行后，每天生产液态二氧化碳100余吨，全年能够捕集、液化二氧化碳3万至4万吨，成为目前中国国内最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化装置。捕集处理后的二氧化碳纯度达百分之99.5%以上，可全部应用于目前胜利油田正在开展的“低渗透油藏二氧化碳驱油”重大先导试验。*乙醇胺水溶液吸收CO2液体分布器吸收液尾气*气液相反应器的型式塔式反应器板式塔填料塔釜式反应器如鼓泡搅拌釜鼓泡塔、喷雾塔*填料塔板式塔*规整填料塑料丝网波纹填料散装填料塑料鲍尔环填料DC环共轭环聚丙烯

5、花环聚丙烯阶梯环.聚丙烯鲍尔环海尔环聚丙烯共轭环阶梯环共轭环改型鲍尔环各种散装填料一、双膜理论双膜理论基本点：在气液相界面两侧，各有一定厚度的气膜和液膜，气膜和液膜内的物质传递方式是分子扩散；扩散阻力全部集中在气膜、液膜内，而在气液相主体中物质传递方式是湍流扩散，不存在浓度梯度；相界面的传质阻力可以忽略，气液达平衡，且服从亨利定律。组分A的扩散速率总传质系数与膜传质系数的关系为二、宏观动力学方程式的建立对于等温二级不可逆气液相反应要实现这样的反应，需经历以下步骤：1．气相反应物A由气相主体扩散到相界面，在界面上假定达到气液相平衡；2．气相反应物A从气

6、液相界面扩散入液相主体，并在液相内进行化学反应；3．在液相主体内，液相产物沿浓度梯度下降方向扩散，气相产物则由液相主体扩散到相界面，再扩散到气相主体。注：液相反应物B或催化剂不能挥发进入气相，只在液相中与A进行化学反应。五种反应类型根据化学反应能力和扩散能力相对大小的不同，把上述气液相反应过程分为极快反应快速反应中速反应慢速反应极慢反应1.极快反应此时化学反应能力远远大于扩散能力，化学反应瞬间完成，液相中A、B不能同时存在，化学反应仅在液膜内某个反应面上发生，与界面大小有关，和液体体积无关，此时，宏观速度取决于扩散速度，称扩散控制过程。极快反应的两种

7、情况2.快速反应化学反应能力低于极快反应，但仍比传质能力强，传质和反应均影响宏观速度，反应仍仅发生于液膜内。但由一个反应面伸展为反应区，反应区内A、B同时存在，反应区外的液面中，A、B不能同时存在。生产能力和界面大小及液膜体积有关，与液体总量无关，当极高时，反应区由相界面开始延伸到液膜内某个面为止。若假设在液膜内基本不变，二级反应可简化为拟一级反应。快速反应的两种情况*乙醇胺水溶液吸收CO2液体分布器吸收液尾气3.中速反应化学反应能力和扩散能力基本相等，化学反应在整个液膜内进行。未反应部分A扩散进液相中体，在液相主体中继续反应。生产能力不仅与相界面大

8、小有关，还与液体体积有关。当足够高时，二级反应可简化为拟一级反应。中速反应的两种情况4.慢速反应化学反应能力