化学反应工程第五章 气液反应及反应器ppt课件.ppt

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1、第六章　气－液反应及反应器第一节　气－液反应平衡第二节　气－液反应历程第三节　气－液反应动力学特征第四节　气－液反应器概述第六章　气－液反应及反应器有机物氧化有机物氯化有机物加氢其他有机反应酸性气体的吸收第一节　气－液反应平衡气液反应与气固相催化反应的异同相似点：反应物历程：外扩散，内扩散－反应。气相的扩散反应过程气体在多孔介质内的扩散（气固相催化反应）溶解的气体在液体内的扩散（气－液相反应）差别点：（1）单相传质过程（气固相催化反应）VS相间传质过程（气液反应）（2）对流传质VS孔扩散传质A:C=5mol/lC=3mol/lB:C=5mol/lC=3mol/l??

2、传质方向GasGasporousSolidLiquid第一节　气－液反应平衡6－1　气－液反应平衡气液相达平衡时，i组分在气相与液相中的化学位相等。化学位通过逸度表达时，则稀溶液符合享利定律若气相为理想气体的混合物第二节　气－液反应历程6－4　气－液相间物质传递传质模型:双膜论　Higbie渗透论　Danckwerts表面更新理论双膜论：气液相界面两侧各存在一个静止膜：气膜，液膜传质速率取决于通过液膜和气膜的分子扩散速率假设：扩散组分在气－液界面处达到气液相平衡。双膜理论GLpGpiCLCi扩散系数与扩散尺度的比值传质系数　＝　阻力的倒数双膜理论阻力加和定理

3、电流过程与双膜传质过程的类似GLpGpiCLCiU1U2U3R1R2电流过程与双膜传质过程的类似GLpGpiCLCiU1U2U3电流过程与双膜传质过程的类似GLpGpiCLCiU1U2U36－5　化学反应在相间传递中的作用按化学反应和传递的相对大小区分为各种情况一、化学反应可忽略的过程液相中的反应量与物理吸收的量相比可忽略VACAVR6－5　化学反应在相间传递中的作用按化学反应和传递的相对大小区分为各种情况二、液相主体中进行缓慢化学反应过程（慢反应）液膜中的反应量远小于通过液膜传递的量M准数：代表了液膜中化学反应与传递之间相对速率的大小八田(Hatta)准数八田准数

4、是与气固催化反应thiele模数相对应的准数两者（平方）的物理意义：反应速率与扩散速率的比值（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大：反应越快于传质，传质速率越“跟不上”、“滞后于”反应速率，则，浓度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓

5、度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓度分布越显著。（或φ）准数数值大小的含义：GLpGpiCLCi（或φ）准数数值大小的含义：M或φ数值越大，反应越快于传质，浓度分布越显著。三、M准数的判据M准数：液膜中化学反应与传递之间相对速率的大小条　件反应类别反应进行情况反应可忽略液膜液相的反应均可忽略慢反应反应在液相主体中进行中速反应反应在液膜和液相中进行快反应反应

6、在液膜中进行完毕瞬间反应反应在膜内某处进行完毕快反应慢反应瞬间反应中速反应四、化学吸收的增强因子气液反应和气固相催化反应都是“边扩散边反应”过程，但两者又各有特点。针对这些特点，理论上处理气液反应与气固相催化反应的方法也有异同。气-固相催化反应：内扩散有效因子ζ又称为：内表面利用率vs:气液反应（同）：液相反应利用率η(相当于ζ)气液反应（异）：增强因子β四、化学吸收的增强因子DEE’D’β＝无反应时的浓度梯度有反应时的浓度梯度DD’的斜率DE的斜率＝β＝化学吸收的速率纯物理吸收速率>1四、化学吸收的增强因子DEE’D’＝DD’的斜率DE的斜率反应速率越快，浓度分布

7、曲线越弯曲，则β数值越来越大。β＝化学吸收的速率纯物理吸收速率>1四、化学吸收的增强因子DEE’D’＝DD’的斜率DE的斜率反应速率越快，浓度分布曲线越弯曲，则β数值越来越大。β＝化学吸收的速率纯物理吸收速率>1四、化学吸收的增强因子DEE’D’＝DD’的斜率DE的斜率反应速率越快，浓度分布曲线越弯曲，则β数值越来越大。β＝化学吸收的速率纯物理吸收速率>1四、化学吸收的增强因子DEE’D’β＝无反应时的浓度梯度有反应时的浓度梯度DD’的斜率DB的斜率＝β＝化学吸收的速率纯物理吸收速率?>1B四、化学吸收的增强因子化学吸收增强因子β＞1，降低液相传质阻力所占比例。