【化学课件】第7章 气液两相反应器教学讲义
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《气-液反应工程》PPT课件
不同的传质模型对液相一侧的传质过程进行修正，传质 速率形式上跟双膜论相同 NA=kL（CAi－CAL），但不同传质 模型的kL定义不同，如表6－6所示。
－新鲜液体在界面上的停留时间；
－界面更新率，
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17
1）不同传质模型的吸收速率NA计算公式相同，其中kL的定义不 同； 2）渗透论较为精确，但数学计算复杂；双膜论数学计算简单， 结果和渗透论相近，工程计算中一般用双膜论； 3）表面更新论停留在理论阶段，因为目前S无法测定。
式中
，ρ－溶液密度，M－溶液平均分子量
对于稀溶液，M近似等于溶剂的分子量M0，可得Hi和Ei
的近似关系：
（6－7）
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9
3. Ηi、Ei和温度的关系
（6－8）
4. Ηi、Ei和压力的关系 1935年苏联学者克里契夫斯基提出如下关系式：
（6－9）
－i在溶液中的偏摩尔容积，可查文献得到。
NA′= kL（CAi－CAL）
（CAi－CAL）= -DAL（直线DE的斜率）
︱DD′的斜率︱ ＞︱ DE的斜率︱ ，则有NA＞NA’。 化学反应加强了气－液相间的传递过程。“加强”的基准是相
同条件下的物理吸收速率NA’。 化学反应在整个传递过程中的作用可以区分为多种情况。
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22
1. 化学反应可忽略的过程
34
2. 液相一侧吸收速率 液相一侧吸收速率NA等于A在界面上向液相方向的
扩散速率：
(6-31)
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35
二、一级不可逆反应
1. 液相一侧吸收速率 (1) 扩散－反应方程
rA=k1CA ， 扩散－反应方程为：
(6-32)
－新鲜液体在界面上的停留时间；
－界面更新率，
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1）不同传质模型的吸收速率NA计算公式相同，其中kL的定义不 同； 2）渗透论较为精确，但数学计算复杂；双膜论数学计算简单， 结果和渗透论相近，工程计算中一般用双膜论； 3）表面更新论停留在理论阶段，因为目前S无法测定。
式中
，ρ－溶液密度，M－溶液平均分子量
对于稀溶液，M近似等于溶剂的分子量M0，可得Hi和Ei
的近似关系：
（6－7）
9/17/2021
9
3. Ηi、Ei和温度的关系
（6－8）
4. Ηi、Ei和压力的关系 1935年苏联学者克里契夫斯基提出如下关系式：
（6－9）
－i在溶液中的偏摩尔容积，可查文献得到。
NA′= kL（CAi－CAL）
（CAi－CAL）= -DAL（直线DE的斜率）
︱DD′的斜率︱ ＞︱ DE的斜率︱ ，则有NA＞NA’。 化学反应加强了气－液相间的传递过程。“加强”的基准是相
同条件下的物理吸收速率NA’。 化学反应在整个传递过程中的作用可以区分为多种情况。
9/17/2021
22
1. 化学反应可忽略的过程
34
2. 液相一侧吸收速率 液相一侧吸收速率NA等于A在界面上向液相方向的
扩散速率：
(6-31)
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二、一级不可逆反应
1. 液相一侧吸收速率 (1) 扩散－反应方程
rA=k1CA ， 扩散－反应方程为：
(6-32)
化学反应工程-22-第七章-气液相反应过程
Z =0
dC A dZ
dC A dZ
=
γ (α − 1)ch γ 1 − Z + sh γ 1 − Z ⋅ (− γ ) γ (α − 1)shγ + chγ
=
[(
)]
[(
)]
Z =0
γ (α − 1)chγ + shγ γ (α − 1) + thγ (− γ ) ⋅ (− γ ) = γ (α − 1)shγ + chγ 1 + γ (α − 1)thγ
γ = (aδ L ) =
2 2
2 δLk
δ L kC Ai
k LA C Ai
DLA
=
液膜最大可能的反应量 通过相界面A的最大可能的传质量
γ反映了液膜内进行的极限反应量与极限传递速率之比，所以可以应 用它来判断反应的快慢。与气固相催化反应的Φ模数意义类似。
①
γ > 2 时，即膜内最大反应量大于4倍膜内最大传质量时，可以认为
⑤可逆一级快速反应：
DLB 1+ k D LA β= D thγ 1 + k LB D LA γ
三、反应相内部利用率 η
实际的反应速率 η= 单位体积反应器中可能具有的最大反应速率
和气固相反应一样，对气液相反应，也存在一个内部利用率问题。 对一级反应定义如下：
βk LA C Ai D AL ⋅ γ [γ (α − 1) + thγ ] ⋅ δ L 1 γ (α − 1) + thγ η= = = ⋅ 2 kC Aiυ γα 1 + γ (α − 1)thγ δ L kυ [1 + γ (α − 1)thγ ]
(
化学反应工程 7. 气液相反应和反应器分析[精]
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气液反应过程的基础方程
根据双膜模型，组分Ａ首先从气相主体通过气膜向气液相界 面扩散，然后穿过气液界面向液膜扩散；组分Ｂ则从液相主 体向液膜扩散，反应在液相中进行。整个反应过程的各步骤 和组分的浓度变化如图所示。这里假设液相组分Ｂ不挥发， 所以不存在组分Ｂ从相界面向气相扩散的问题。如果气相为 纯组分Ａ，则气膜不存在。
有限。
板式塔
筛板塔板或泡罩塔板, 在每块塔板上，气体分散于液体中，故气体为分 散相,液体为连续相。
存液量较填料塔多。 板式塔反应器的气液传质系数较大,而且液相的轴向返混程度很小，塔
板上的温度也比较容易控制。但这种反应器的压降较大，气液传质表 面积也较小。
气液反应器
气液反应器
鼓泡塔
传递参数
如果在反应器内装有换热器，流体与换热器壁间的传热系 数 视气液混合物处于鼓泡状态区还是泡沫状态区而有不 同的关联式。
如果鼓泡塔的高度与直径比足够大，气相返混程度极小， 可按活塞流处理。但是，液相的返混一般就不一定能够忽 略。大多数实验结果表明，液相的返混取决于气体流速及 塔径，基本上与液体的流速及物理性质（密度、粘度及表 面张力等）无关。液相返混程度可以液相的轴向扩散系数 Dal来表示，可按下式进行计算：
塔内充满液体，气体从塔底部经过气体分布器通入,分散 成气泡，并沿着液层上升，在液层顶部与液体分离、溢出, 最后从塔的顶部排走。
鼓泡塔反应器的优点是结构简单、造价低、易控制、易维 修。如反应物料有腐蚀性,防腐问题易于解决。鼓泡塔也 可以较为容易地用于高压操作体系。
鼓泡塔反应器存在严重的液体返混和气泡聚并现象,这两 者均使反应器的效率下降。
气液反应基本方程
气液反应过程的基础方程
对A组分：DA
根据双膜模型，组分Ａ首先从气相主体通过气膜向气液相界 面扩散，然后穿过气液界面向液膜扩散；组分Ｂ则从液相主 体向液膜扩散，反应在液相中进行。整个反应过程的各步骤 和组分的浓度变化如图所示。这里假设液相组分Ｂ不挥发， 所以不存在组分Ｂ从相界面向气相扩散的问题。如果气相为 纯组分Ａ，则气膜不存在。
有限。
板式塔
筛板塔板或泡罩塔板, 在每块塔板上，气体分散于液体中，故气体为分 散相,液体为连续相。
存液量较填料塔多。 板式塔反应器的气液传质系数较大,而且液相的轴向返混程度很小，塔
板上的温度也比较容易控制。但这种反应器的压降较大，气液传质表 面积也较小。
气液反应器
气液反应器
鼓泡塔
传递参数
如果在反应器内装有换热器，流体与换热器壁间的传热系 数 视气液混合物处于鼓泡状态区还是泡沫状态区而有不 同的关联式。
如果鼓泡塔的高度与直径比足够大，气相返混程度极小， 可按活塞流处理。但是，液相的返混一般就不一定能够忽 略。大多数实验结果表明，液相的返混取决于气体流速及 塔径，基本上与液体的流速及物理性质（密度、粘度及表 面张力等）无关。液相返混程度可以液相的轴向扩散系数 Dal来表示，可按下式进行计算：
塔内充满液体，气体从塔底部经过气体分布器通入,分散 成气泡，并沿着液层上升，在液层顶部与液体分离、溢出, 最后从塔的顶部排走。
鼓泡塔反应器的优点是结构简单、造价低、易控制、易维 修。如反应物料有腐蚀性,防腐问题易于解决。鼓泡塔也 可以较为容易地用于高压操作体系。
鼓泡塔反应器存在严重的液体返混和气泡聚并现象,这两 者均使反应器的效率下降。
气液反应基本方程
气液反应过程的基础方程
对A组分：DA
气液两相流ppt课件
判断：下列体系哪些是单相的？哪些是 两相的？ 1、水和水蒸汽 4、有沙粒的小溪 2、盐水溶液 5、油水混合物 3、氢气和氮气 6、水和冰
.
1.1 基本概念
2.相：通常指某一系统中具有相同成份且物理、 化学性质完全均匀部分，各相之间有明显 的界面。
3.辨别单相体系与两相体系 是否系统内各部分的性质均匀 是否存在明显的相间界面
.
第一章 两相流基本参数及其 计算方 法
1.1 基本概念 1.2 气相介质含量 1.3 两相流的流量和流速 1.4 两相介质密度及比容
.
1.1 基本概念
1.物态：在某一条件下，物质存在的一种状态。 常见的物态是气态、液态和固态。有时物态 也称之为相，常见的物质三态也称为：气相、 液相、固相。
.
两相摩擦压降
单相摩擦压降 折算因子
计算模型
均相流模型 分相流模型
方法、 经验公式
.
重点 难点
dPf dz
lo
全液相摩擦压降梯度
l2o 全液相折算系数
dPf dz
go
全气相摩擦压降梯度
2go 全气相折算系数
dPf dz
l
分液相摩擦压降梯度
l2 分液相折算系数
dPf dz
g
分气相摩擦压降梯度
气相真实平均速度, m/s：
WV AM A G
液相： MWA
气相： MWA
.
折算速度：又称容积流密度，又称为表观质量
流速（superficial flow flux）, 定义为单位流道
截面上的两相流容积流量，m/s。它也表示两相流的平
均速度。
JV AV AV AJgJf
式中，Jg为气相折算速度，表示两相介质中气相单独流
.
1.1 基本概念
2.相：通常指某一系统中具有相同成份且物理、 化学性质完全均匀部分，各相之间有明显 的界面。
3.辨别单相体系与两相体系 是否系统内各部分的性质均匀 是否存在明显的相间界面
.
第一章 两相流基本参数及其 计算方 法
1.1 基本概念 1.2 气相介质含量 1.3 两相流的流量和流速 1.4 两相介质密度及比容
.
1.1 基本概念
1.物态：在某一条件下，物质存在的一种状态。 常见的物态是气态、液态和固态。有时物态 也称之为相，常见的物质三态也称为：气相、 液相、固相。
.
两相摩擦压降
单相摩擦压降 折算因子
计算模型
均相流模型 分相流模型
方法、 经验公式
.
重点 难点
dPf dz
lo
全液相摩擦压降梯度
l2o 全液相折算系数
dPf dz
go
全气相摩擦压降梯度
2go 全气相折算系数
dPf dz
l
分液相摩擦压降梯度
l2 分液相折算系数
dPf dz
g
分气相摩擦压降梯度
气相真实平均速度, m/s：
WV AM A G
液相： MWA
气相： MWA
.
折算速度：又称容积流密度，又称为表观质量
流速（superficial flow flux）, 定义为单位流道
截面上的两相流容积流量，m/s。它也表示两相流的平
均速度。
JV AV AV AJgJf
式中，Jg为气相折算速度，表示两相介质中气相单独流
气液两相管流分解ppt课件
10/14/2023
/7/2023290 式，溅1nia f摩相数两系阻
29
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10/7/202330
30
图1 NL与CNL关系 0/7/202331关N LN 译1
10/14/2023
31
图2
持液率系
0/7/20233持数率液系1
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32
0/7/202333修数正系1
将压力梯度方程写成管长增量的形式
式中 i为节点序号
解法思路：给定上式中的压力增量Δp，先估计出Δp对
应的管段长度增量的初值，由此确定相应管长的平均温度和
平均压力，并计算该条件下的压力梯度(dp/dz)i，再由上式 计算出，若计算值与初值接近，则计算值即为给定Δp对应
的解，否则将计算值作为初值进行迭代直到收敛。逐个节点 重复上述过程直到或超过预计终点为止。
单位处理
Z 0 ＝0
P 0 ＝P wh
Z0=Z1 P0=P1
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计算k1 ~ k4 Z1=Z0+h p1=p0+ p
N
ZL
Y
输出结果
结束
~ 1算=Z 构据数入溅＝0ZZ
F(Z,P) PVT
44
威远气田低压井 两相管流实用模型研究
10/14/2023
气井口田 /7/202345 0 用究
界面，相分布极不均匀
0/7/20233性1习复
10/14/2023
3
垂直管流典型流型
10/14/2023
0/7/20234流典流垂型管直1
4
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垂直管流型
滑脱小，摩阻大 流动结构极不稳定 举液效率高
【化学课件】第7章 气液两相反应器
2 4
2
2
2
2
2
4
3）气—液相反应物借助固体催化剂反应，如催化剂 悬浮在液体中的小颗粒，则称为浆态床反应器。 Ni
3H 2 ( g ) C6 H 6 (l ) C6 H12
7.1.1气液相反应设备
塔类反应器 气液相反应设备 釜式反应器 填料塔 板式塔 鼓泡塔
k LA
D LA
L
DGA
气膜传质系数与气膜扩散系数也成正比关系
k GA
L
N A k GA ( p A p Ai ) k LA (C Ai C AL ) K GA ( p A p A *) K LA (C A * C AL ) PA PAi C Ai C AL p A PA * C A * C AL 1 1 1 1 k GA k LA K GA K LA
CA 1
当扩散达定常态时方 dC 1 对上式微分得： A (C Ai C AL ) 程右侧各项均为常数， dz L 可知此时液膜内浓度 ) z C Ai
③各传质系数及其相互关系 kG气膜中的传质系数 kL液膜中的传质系数 KG气相总传质系数 KL液相总传质系数
①瞬间快速反应
• 气相组分A与液相组 分B之间的反应为瞬 间完成，两者不能共 存，反应发生于液膜 内某一个面上，该面 称为反应面，在反应 面上A、B的浓度均 为零。
②界面反应
• 反应的性质与瞬间快速 反应相同，但因液相中 B组分浓度高，气相组 分A一扩散到达界面即 反应完毕，反应面移至 相界面上，在界面上， A组分浓度为零，而B 组分浓度可大于零。正 好使B组分在界面上浓 度为零时液相主体中组 分B的浓度称为临界浓 度。
2
2
2
2
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4
3）气—液相反应物借助固体催化剂反应，如催化剂 悬浮在液体中的小颗粒，则称为浆态床反应器。 Ni
3H 2 ( g ) C6 H 6 (l ) C6 H12
7.1.1气液相反应设备
塔类反应器 气液相反应设备 釜式反应器 填料塔 板式塔 鼓泡塔
k LA
D LA
L
DGA
气膜传质系数与气膜扩散系数也成正比关系
k GA
L
N A k GA ( p A p Ai ) k LA (C Ai C AL ) K GA ( p A p A *) K LA (C A * C AL ) PA PAi C Ai C AL p A PA * C A * C AL 1 1 1 1 k GA k LA K GA K LA
CA 1
当扩散达定常态时方 dC 1 对上式微分得： A (C Ai C AL ) 程右侧各项均为常数， dz L 可知此时液膜内浓度 ) z C Ai
③各传质系数及其相互关系 kG气膜中的传质系数 kL液膜中的传质系数 KG气相总传质系数 KL液相总传质系数
①瞬间快速反应
• 气相组分A与液相组 分B之间的反应为瞬 间完成，两者不能共 存，反应发生于液膜 内某一个面上，该面 称为反应面，在反应 面上A、B的浓度均 为零。
②界面反应
• 反应的性质与瞬间快速 反应相同，但因液相中 B组分浓度高，气相组 分A一扩散到达界面即 反应完毕，反应面移至 相界面上，在界面上， A组分浓度为零，而B 组分浓度可大于零。正 好使B组分在界面上浓 度为零时液相主体中组 分B的浓度称为临界浓 度。
气液反应过程及反应器PPT共46页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹42、Leabharlann 有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
气液反应过程及反应器
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
气液反应器分解课件
气体和液体在接触时，气体中的组分向液体中传递（溶解）的过程，液体中的组分向气体中传递（挥发）的过程。
传质过程
在气液两相界面处，气体和液体中的组分发生化学反应。
化学反应
反应产物从液体中分离出来，气体和液体分离后回到各自的相中。
反应产物的分离
化学反应进行的快慢程度，通常用单位时间内反应物浓度的变化量表示。
可能是由于设备结构不合理或内部部件损坏，应优化设备结构或更换损坏部件。
可能是由于搅拌器或叶片损坏，应检查搅拌器和叶片的状况并及时更换。
可能是由于气体分布器损坏或堵塞，应检查气体分布器的状况并及时修复或更换。
06
CHAPTER
气液反应器分应器在运行过程中出现故障，需要进行分解与维修。
优化方法
介绍优化的工具和材料，以及优化步骤和注意事项。
01
02
03
04
05
06
01
背景介绍
某石油化工企业的气液反应器在运行过程中存在一些问题，需要进行分解与改造。
02
工艺流程
介绍气液反应器的工艺流程，包括反应器的结构、工作原理等。
03
分解步骤
详细描述反应器的分解步骤，包括准备工作、拆解方法和注意事项等。
02
适应性强
喷射塔适用于各种不同的气液反应条件，可以处理粘度较大的液体。
04
CHAPTER
气液反应器的设计与优化
结构设计应考虑气液两相流的均匀性
01
为了实现气液的充分接触和混合，反应器的结构设计应该保证气液两相流的均匀性。
结构设计应考虑气液分离效果
02
为了提高反应器的效率，反应器的结构设计应该考虑到气液的分离效果，确保液相能够及时从反应器中分离出来。
传质过程
在气液两相界面处，气体和液体中的组分发生化学反应。
化学反应
反应产物从液体中分离出来，气体和液体分离后回到各自的相中。
反应产物的分离
化学反应进行的快慢程度，通常用单位时间内反应物浓度的变化量表示。
可能是由于设备结构不合理或内部部件损坏，应优化设备结构或更换损坏部件。
可能是由于搅拌器或叶片损坏，应检查搅拌器和叶片的状况并及时更换。
可能是由于气体分布器损坏或堵塞，应检查气体分布器的状况并及时修复或更换。
06
CHAPTER
气液反应器分应器在运行过程中出现故障，需要进行分解与维修。
优化方法
介绍优化的工具和材料，以及优化步骤和注意事项。
01
02
03
04
05
06
01
背景介绍
某石油化工企业的气液反应器在运行过程中存在一些问题，需要进行分解与改造。
02
工艺流程
介绍气液反应器的工艺流程，包括反应器的结构、工作原理等。
03
分解步骤
详细描述反应器的分解步骤，包括准备工作、拆解方法和注意事项等。
02
适应性强
喷射塔适用于各种不同的气液反应条件，可以处理粘度较大的液体。
04
CHAPTER
气液反应器的设计与优化
结构设计应考虑气液两相流的均匀性
01
为了实现气液的充分接触和混合，反应器的结构设计应该保证气液两相流的均匀性。
结构设计应考虑气液分离效果
02
为了提高反应器的效率，反应器的结构设计应该考虑到气液的分离效果，确保液相能够及时从反应器中分离出来。
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对照两式可得到扩散系数与传质系数之间的关系
k LA
D LA
L
气膜传质系数与气膜扩散系数也成正比关系
k GA
D GA
L
如定义与液相中CAL平衡的气相分压为PA*，与气相中 PA平衡的液相浓度为CA*。则传质通量又可表示为
NAkG(ApApA)i kLA (CAiCAL )KG(ApApA* )KLA (CA*CAL )Biblioteka 7.1.2气液传质的双膜模型
• 双膜模型 • 涡流扩散模型 • 表面更新模型
后两种模型发展较晚，比较接近实际情 况，但其模型参数不易确定。而双膜模 型实际应用较多，其优点是简明易懂， 便于进行数学处理。
①双膜模型
假定： • 气液相界面两侧存在着气膜与液膜（为很薄的
静止层或滞留层） • 气相组分向液相扩散时，先到达气液相界面，
悬浮在3 液H 体2 (g 中)的 C 小6 颗H 6 粒(l，) 则 N 称 为iC 浆6 H 态1床2 反应器。
7.1.1气液相反应设备
填料塔
塔类反应器 板式塔
气液相反应设备
鼓泡塔
釜式反应器 鼓泡搅拌釜
塔式反应设备
• 填料吸收塔：塔内装置一定高度的填料层，液 体从塔顶沿填料表面呈薄膜状向下流动，气体 则呈连续相由下向上同液膜逆流接触，发生传 质过程。气体和液体的组成沿塔高连续变化。
1）气—液相非催化反应： CH2OCH2(g)+NH4OH(l)→CH2OHCH2NH2（乙醇胺） +H2O 2）气C —2H 液4(g 催) 化1 2O 反2应 P （ d 2 其 C 中 u L 2 PC dC CL 2H L4 2O -C(乙 uCL)2为醛 溶液）：
3）气—液相反应物借助固体催化剂反应，如催化剂
• 当工艺要求气相中某活性组分浓度很低而用物理 吸收方法难以达到时，常采用化学吸收的方法。 与物理吸收相比较，化学吸收推动力大，可以更 快速彻底地吸收掉气相中的某些组分。
• 化学吸收剂的基本要求：无毒、不腐蚀、成本低、 便于回收。
2．制取化学产品
气相和液相反应物之间发生催化反应或非催化反应 而生成产物，广泛应用于石油化工和有机化工中。
z=0,CA=CAi
液膜表面处 z=δL,CA=CAL。
上式积分两次，代入边界条件，可得到液膜内A组分
的浓度分布方程为
CA1L(CALCA)izCAi
对上式微分得：dCA dz
1
L
(CAiCAL)
当扩散达定常态时方 程右侧各项均为常数， 可知此时液膜内浓度
梯度处处相等。
③各传质系数及其相互关系
kG气膜中的传质系数 kL液膜中的传质系数 KG气相总传质系数 KL液相总传质系数
根据双膜模型的假定，全部液相传质阻力都集中在液膜内， 单位时间内通过单位传质表面的A组分的量可表示为
N AkL(A C AL C A)i
kLA为A组分在液膜中的传质系数，而根据Fick扩散定律，液 膜中的传质速度即为扩散速度：
N A -L D d A d A C z D L [ A 1 L ( C A iC A )L ] D L L( C A A iC A )L
• 填料塔中根据充填填料的结构特点，又可分为 拉西环、鲍尔环、矩鞍形填料、波纹填料等实 体填料塔和高效丝网填料塔等。
• 具有较大的相界面积和较小的贮液量；
• 板式吸收塔：塔体与塔板结构与一般精 馏塔相同，具有较大的相界面积和较大 的贮液量；
• 鼓泡塔：通常是一个 空的筒体，内装液相 反应物，以鼓泡形式 通过液层并与液相组 分发生反应。鼓泡塔 中气液相界面积决定 于气泡表面，故单位 体积反应器所具有的 相界面积较小，但其 贮液量比前两种塔式 反应器大。
并在相界面上达到气液平衡，即符合亨利定律
pAiHACAi
• 气相主体和液相主体中达到全混状态，传质阻 力全部集中在膜内。
• 在无反应的情况下，组分A 由气相主体扩散而进入液 相主体需经历以下途径： 气相主体→气膜→界面气 液平衡→液膜→液相主体。
②无反应时的扩散方程
作单位 气液相 界面积 上物料 衡算
①气相A通过气膜扩散到达相界面，在相界面上达到 气液平衡；
②组分A从相界面进入液膜，液相组分B从液相主体扩 散进入液膜，A、B在液膜内接触而发生反应；
• 化学吸收填料塔通常 是两塔串联操作：
• 左边吸收塔，右边为 解吸塔，吸收塔中气 相反应物被吸收剂吸 收进入吸收液，吸收 液在解吸塔中因压力 降低温度升高而发生 解吸，被吸收的气相 组分得到浓缩提纯， 而液体吸收剂则返回 吸收塔循环使用。
• 釜式气液相反应器：鼓泡搅 拌釜。气体由搅拌釜的下部 分布器流入，呈气泡向上运 动，分布器上方有快速转动 的搅拌桨，将气泡打碎成无 数小气泡，从而大大增加了 单位体积中的气泡总表面积， 强化了气液两相间的传质， 同时具有较大的贮液量，这 种鼓泡搅拌釜用于烃类的氯 化，并广泛应用于生化发酵 罐中，其体积有大至 100~200m3的。
由Fick扩散定律
扩散入：
DLA
dCA dz
扩散出：
DLAddz(CAddCAzd)z
积累量：0 反应量：0 (无反应 ) 物料平衡式：扩散入=扩散出
D LA d dA C zD LA d d(z C Ad dA C zd)z
D LA dd 2C 2A zd z0,
d2CA0 d2z
边界条件：界面处
PAPAiCAiCALpAPA*CA*CAL
1
1
1
1
kGA
kLA
KGA
KLA
可得
pApAi pAipA*pApA*
1
HA
1
kGA
kLA
KGA
1 1 HA KGA kGA kLA
1
1
1
KLA HAkGA kLA
7.1.3气液相反应的宏观动力学
气液反应 A(g) + bB(l) →P，气相组分A与液相组分B之 间的反应过程，需经历以下步骤：
第7章 气液两相反应器
•7.1 概述
反 反应 应物 物之 之二 一处 处 于 于气液 气 液相 相反应
气液相反应也是一类重要的非均相反应，涉及到 相间传质过程。类似的： 气—液相反应 液—液非均相反应 气—液—固三相反应。
常见的气液相反应可分为两大类
1．化学吸收 2．制取化学产品
1．化学吸收
• 液相吸收剂中的活性组分与被吸收气体中某组分 发生化学反应而生成产物，称为化学吸收，可用 于脱除气体中的有害组分，或回收气相中的有用 组分。