气液反应过程及反应器.pptxVIP

气液反应过程及反应器;8.1 概述; ;第4页/共45页;气液反应与气固相催化反应的异同 相似点： （1）反应物历程：外扩散，内扩散－反应。 　　（2）气相的扩散反应过程 　　（3）气体在多孔介质内的扩散（气固相催化反应） 　　（4）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　　　;;8.2 气液传质理论;1、 双膜模型 1924年由Lewis和Whitman提出。 基本论点： （1）气液界面的两侧分别有一呈层流流动的气膜和液膜，膜的厚度随流动状态而变化。 （2）组分在气膜和液膜内以分子扩散形式传质，服从菲克定律。 （3）通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间溶于液相且达到平衡，符合亨利定律，相界面上不存在传质阻力。 （4）气相和液相主体内混合均匀，不存在传质阻力。全部传质阻力都集中在二层膜内，各膜内的阻力可以串联相加。;;气膜传质速率：; 设c*为与气相分压pG 相平衡的液相浓度 p*为与液相浓度cL相平衡的气相分压同时在界面处：ci=Hpi(1)+(4):;(2)+(3)得： 综合以上步骤：; 2、渗透模型 由希格比（Higbie）提出。该传质理论的主要观点是：处于界面的液体，由于流体的扰动常被液流主体的质点所置换，当液体在界面逗留期间，溶解气体将借不稳定的分子扩散面渗透到液相，并假设处于界面的各液体单元都具有相同的逗留时间。 ; 3、表面更新模型 由Danckwerts首先提出。该理论主要针对渗透论中关于界面的各个单元的逗留时间都相同提出 的，认为存在一个界面的寿命分布函数，界面各单元的逗留时间按表面更新率S的分布函数来分布。;常见传质模型的比较 本教材中处理化学吸收问题均采用双膜理论。;;A（气相）＋B（液相）→产物;气液相反应的类型;（2）快速反应：本征反应速率大于传质速率;（3）中速反应：本征反应速率与传质速率相当，反应从液膜内某一位置开始，蔓延到液相主体。;（4）慢速反应：本征反应速率小于传质速率，反应主要在液相主体内进行。;（5）极慢??应：本征反应速率远小于传质速率的反应;;;对于一个气液反应，当传质与反应达平衡时的速率即为宏观反应速率。 此时有：气膜传质速率 = 液膜传质速率 = 液相主体反应速率; 下面将具体讨论化学增强因子E的计算： E的意义类似气固相反应中的催化剂效率固子 , 与席勒模数 有关。 对于气液相反应中增强因子E也与气液相席勒模数 有关。; 增强因子E是 的函数，经推导有：;气液相席勒模数 的物理意义;8.4 气液相反应器;（1）较高的生产强度;（2）有利于反应选择性的提高;气液反应器的型式和特点;33;（1）填料反应器（packed column reactor);（2）板式反应器(tray column reactor);;（4）喷雾反应器(spray column reactor);（5）鼓泡反应器(bubble column reactor);空心式： 乙烯氧化制乙醛 对二甲苯（PX）氧化塔（产品为PTA） 塔式、管式、列管式;;;G;（6）搅拌鼓泡反应器(agitated tank reactor);（7） 高速湍动反应器(如：venturi reactor);感谢观看！