=》化学反应在相间传递中的作用溶解的气体与液相中的组分发生化学反应,溶解的气体因反应而消失,从而加速相间传递速率。此时,按化学反应和传递的相对大小区分为几种情况。1.化学反应可忽略的过程若化学反应足够缓慢,液相中化学反应的量与物理吸收的量相比可忽略时,则可视为物理吸收过程。此时条件为:液相中反应量远小于物理溶解量
二 化学反应在相间传递中的作用 溶解的气体与液相中的组分发生化学反应,溶 解的气体因反应而消失,从而加速相间传递速率。 此时,按化学反应和传递的相对大小区分为几种情 况。 1. 化学反应可忽略的过程 若化学反应足够缓慢,液相中化学反应的量与 物理吸收的量相比可忽略时,则可视为物理吸收过 程。此时条件为:液相中反应量远小于物理溶解量
=》化学反应在相间传递中的作用若液相中进行一级不可逆反应,液相中反应量为反应器中积液量V乘上反应速率kc,而反应器中物理溶解量等于液体流量O,乘以液相组分A的浓度cA。因此,条件为Vk,CA<<QLCA消去c并令VIQr=t,它表示液体在吸收器中的停留时间,则条件为kit<<1上式说明当一级反应速率常数与停留时间乘积远小于1时,即可认为是纯物理吸收过程。例如,CO,被pH=10的缓冲溶液所吸收,一级反应速率常数k1=1s-1,则液相停留时间需远小于1s,方可作物理吸收处理
二 化学反应在相间传递中的作用 若液相中进行一级不可逆反应,液相中反应量为反应器 中积液量V乘上反应速率k1cA,而反应器中物理溶解量等于液 体流量QL乘以液相组分A的浓度cA。因此,条件为 Vk1cA<<QLcA 消去cA并令V/QL =t,它表示液体在吸收器中的停留时间,则 条件为 k1 t <<1 上式说明当一级反应速率常数与停留时间乘积远小于1时, 即可认为是纯物理吸收过程。例如,CO2被pH=10的缓冲溶 液所吸收,一级反应速率常数k1=1s -1 ,则液相停留时间需远 小于1s,方可作物理吸收处理
=>化学反应在相间传递中的作用2.液相主体中进行缓慢化学反应和膜中进行的快反应如果反应比较缓慢而不能在液膜中完成,需扩散至液相主体中进行,此时,必需满足液膜中反应量远小于通过液膜扩散所传递的量,即Lk,CAi<<kLCA则Stki_D,ki<<1M=kk
二 化学反应在相间传递中的作用 2. 液相主体中进行缓慢化学反应和膜中进行的 快反应 如果反应比较缓慢而不能在液膜中完成,需扩 散至液相主体中进行,此时,必需满足液膜中反应 量远小于通过液膜扩散所传递的量,即 则 L 1 Ai L Ai k c k c << L 1 L 1 2 L L = = <<1 k D k M k k
=》化学反应在相间传递中的作用式中准数M为量纲1数,它代表液膜中化学反应与传递之间相对速率的大小:如果M<<l,说明膜中反应速率远比传递速率小,为缓慢化学反应,此时化学反应扩展到液相主体中进行:如果M>>l,则说明膜中反应速率远比传递速率大,为快反应,此时传递的数量完全可以在膜中反应完毕。因此,M的数值是判断反应在膜中进行还是在液相主体中进行的依据
二 化学反应在相间传递中的作用 式中准数M为量纲1数,它代表液膜中化学反应与传递 之间相对速率的大小: 如果M<<l,说明膜中反应速率远比传递速率小,为缓慢 化学反应,此时化学反应扩展到液相主体中进行; 如果M>>l,则说明膜中反应速率远比传递速率大,为快 反应,此时传递的数量完全可以在膜中反应完毕。 因此,M的数值是判断反应在膜中进行还是在液相主体 中进行的依据
=>化学反应在相间传递中的作用3.准数M的判据准数M表示了液膜中反应速率与传递速率之比值。由M数值的大小,可以决定反应相对于传递速率的类别,这一情况列于下表。准数M的判别条件条件反应类别反应进行情况缓慢反应过程M<<l反应在液流主体中进行快速反应过程M>>[反应在膜中进行完毕
二 化学反应在相间传递中的作用 3. 准数M的判据 准数M表示了液膜中反应速率与传递速率之 比值。由M数值的大小,可以决定反应相对于传 递速率的类别,这一情况列于下表。 准数M的判别条件 条件 反应类别 反应进行情况 M << l 缓慢反应过程 反应在液流主体中进行 M >> l 快速反应过程 反应在膜中进行完毕