第八章-多流体相的反应过程.pptVIP

**方程的解为：宏观反应速率方程为：而cA为(8-28)式所表示，即对(8-28)式微分得：(8-28)式(8-29)式?：称膜内转化系数*(8-29)式中cAi是不可测参数，利用PAi=HAcAi消去。稳态时A穿过气膜的速率=A的宏观反应速率，有kAG(PAG-PAi)=??kAL?cAi,或kAG(PAG-HAcAi)=??kAL?cAi，解得：代入(8-29)式*得：注：在共同区域中的反应是以体积为基准的，而传质以面积为基准。(-rA)r=(NA)S?a,(a:单位体积传质面)，上式写成：(8-33)式*ⅱ.拟一级中速反应宏观动力学方程中速反应：反应区不只是在液膜内，已延伸到液相主体，cAL≠0。同理微分方程：边界条件：Z=0,cA=cAiZ=ZL,cA=cAL解此微分方程，解为：*式中：a：单位气液混合物体积中相界表面积?：单位床层气液混合物体积中气含率1-?：单位气液混合物中的液相体积a?ZL:单位气液混合物体积中的液膜体积(8-22)式*宏观反应速率：(-rA)P=k?cA=k?(8-22)式其中所含不可测参数cAi，应用定态过程和亨利定律将其消去。ⅲ.其他反应(如二级不可逆反应等，略)*8.2.2.4.气液反应的几个重要参数(1).膜内转化系数?2(对于A，界面上浓度最大；对B，液相浓度最大。)(8-35)式*可见，?的大小反映了其在膜内反应量的多少，可用以判断反应的快慢。①?2或?24反应在液膜内完成，结合图(8-6)知，当?2时?=?，宏观动力学方程表示为：(8-36)式*②?=0.02反应全部在液相中进行，为慢反应。由于慢反应时，反应速率常数k很小，可认为cAi=cAL,故宏观动力学方程为：(-rA)P=kcAL?cBL(1-?)注：k是以液相体积为基准，(1-?)才是液相体积。慢反应，要求液相体积所占比例愈大愈有利反应，反应器选型应选鼓泡塔为宜。*③0.02?2为中速反应的情况表明液相主体反应量比液膜内反应量大，反应器选型应选带搅拌的气液反应釜较佳。(2).增强系数??常用来作极快或快速反应过程的速率对传质速率增强程度的参数。*不同快反应，?的表达式不同。(8-37)式*瞬间反应：不可逆一级快反应：不可逆二级快反应：零级反应：对可逆一级反应：(8-17)式(8-30)式(8-25)式(8-38)式(8-37)式*8.3.气液反应器设计模型与计算

8.3.1.设计模型气液反应器中，气液两相分别存在逆向返混，相间存在传递阻力和相间反应阻力。同时，沿反应器径向存在流速、温度、浓度的差异，真实模型难以建立。简化模型的假设条件：a.考虑稳定状态；b.仅考虑沿反应器轴向参数变化。认为径向是均匀的，即用一维模型来描述。*简化模型：填料反应塔气相─PFR流型液相─PFR流型鼓泡反应塔气相─PFR流型液相─CSTR流型搅拌釜式反应器气相─CSTR流型液相─CSTR流型管式气液反应器气相─PFR流型液相─PFR流型*(1).反应器特点：①液体沿填料表面向下流动，持液量小；气液接触界面近似等于填料表面积；气液传质过程可以按双膜理论计算。②适用于瞬间反应及快反应过程。(2).塔径计算：取0.6-0.8倍液泛速度为空塔操作气速u，V为体积流量。8.3.2.填料塔式反应器计算*(3).填料层高度计算取塔内微元高度dZ对气相组分A作单位截面积、单位时间上的物料衡算：HF,YA出F,YA进L,XA进L,XA出dl**又式中气相组分A的分压用比摩尔分数表示，即：*边值条件：Z=0时，yA=yA1(进)