第六章气一液反应及反应器 ■第一节 液反应平衡 ■第二节气一液反应历程 ■第三节气一液反应动力学特征 ■第四节气一液反应器概述
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
第六章气一液反应及反应器 ■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
第一节气一液反应平衡 ■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,内扩散一反应 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(气一液相反应) ■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
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
传质方向 A C=5mol/ C=3mol/1 B C=5mol/1 Gas porous G as Liquid Solid
A: C=5mol/l C=3mol/l B: C=5mol/l C=3mol/l ? ? 传质方向 Gas porous Gas Solid Liquid
第一节气一液反应平衡 1;=1 6-1气一液反应平衡 du=RTdIn f 气液相达平衡时,诅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 i(L) 稀溶液符合享利定律()=E 若气相为理想气体的混合物(g)=9fy=f1y=py P,=py=E HP (P=EX=E E E E np/m P/M MEME
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 i g i L ( ) ( ) f f = i L( ) i i f E x = i g( ) i p i p i i f f y f y py = = = p py E x i i i i = = 0 ( ) / / / i i i i i i i i i i i i i i i i i n H E E E E E n n V n m M C C C C p H M E M E p x = = = = = = = ln G L i i i d RTd f = =
第二节气一液反应历程 6-4气一液相间物质传递 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
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 dp n pa-p kG(pg-pi) PG dc D C-C D k,(C-Cu) N k D C=HP k L pi 扩散系数与扩散尺度的比值 G L 传质系数 阻力的倒数 G
双膜理论 δg L δ ( ) ( ) G i G G G G i G i L G L G G L L L i L L G L i L G L i i L k k D k D k dp p p J D D p p dx dC C C J D D C C dx N J J C H p − = − = = − − = − = = = = = − = = G L pG pi CL Ci G L 扩散系数与扩散尺度的比值 传质系数 ＝ 阻力的倒数
H Hpg-Hp 双膜理论 N D,/6, N=D Pg-p N G Hd H.6 N=D DS=C-CL D D =1p N=K(C-CL) C= HpG D/8 pi N K D HD,/8 H Hd N=PG-C/H L 阻力加和定理 D. HD. d. HD N=KG(PG-P*) P*=CL/H
双膜理论 , / , / G i G G i G G G i L L i L L L L i i p p N N D p p D C C N N D C C D C Hp − = = − − = = − = * * * / / ( ) G i G G i L L L G L L G G L L G L L L L G G N H Hp Hp D N C C D Hp C C C N H H D D D D N C C K C p H = − = − − − = = + = + = − * / / * ( *) / / G i G G i L L L G L G G G L L G L G G G L L N p p D N C C HD H p C H p p N D HD D HD N K p p p C H = − − = − − = = + = + = − 1 1 G L G G L L G L L G K D HD H K D D = + = + 阻力加和定理
C!= HI ip 电流过程与双膜传质过程的类似 PG R R2 p GL N PG-pi R R+R2 Ro 6/Dn+6,/HD,H6/D2+6/D Ro=R+R K(P-p3)=K(C*-C)
电流过程与双膜传质过程的类似 / / * * / / / / ( *) ( * ) G i i L G G L L G L G G L L G G L L G L G L p p C C N D D p p C C D HD H D D K p p C C K − − = = − − = = + + = − = − G L pG pi CL Ci 1 2 2 3 1 2 1 2 1 2 1 2 0 U U U U I R R U U U U R R R − − = = − − = = + G L U1 U2 U3 R R R 0 1 2 = + C Hp i i = R1 R2
C!= HI ip 电流过程与双膜传质过程的类似 PG 2 p GL C pG-Ppi R 6/D。6/D1/k1/k2 U,-U U-U P *C* R+R2 Ro 11H Ro=R+R Kg kg Hk, Ki k, kG
电流过程与双膜传质过程的类似 / / 1/ 1/ * * 1/ 1/ G i i L G i i L G G L L G L G L G L p p C C p p C C N D D k k p p C C K K − − − − = = = = − − = = G L pG pi CL Ci 1 2 2 3 1 2 1 2 1 2 1 2 0 U U U U I R R U U U U R R R − − = = − − = = + G L U1 U2 U3 R R R 0 1 2 = + 1 1 1 1 1 , G G L L L G H K k Hk K k k = + = + C Hp i i =