气液相反应器概述气液相反应宏观动力学

概述

■气液相反应的基本类型与应用

在反应过程中至少有一种反应物在气相，另一些物质在液相，气相中的反应物必须传递到液相中，然后在液相中发生化学反应，这种类型的反应称气液相反应。

■气液相反应的基本类型

对于气液相反应，根据不

同的传质速率和化学反应速率, 有八种不同的反应类型，如右图所示。

《化学反应过程与设备》

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口气液相反应的工业应用

《化学反应过程与设备》

. 精品课程C ■气液相反应器的类型

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气液相反应宏观动力学

■气液相反应的基本特征

A无论在液相中进行的是简单反应还是复杂反应，宏观上总可以将气液相反应分解成传质和反应两个过程，这两个过程组成一个统一体，先传质后反应。

A传质和反应的统一体内，传质和反应双方互相影响和制约。这个统一体所表现出来的速率，往往既非反应的本征速率，也非传质的本征速率，而是这两者矛盾统一的速率一一宏观速率。

A传质和反应统一体的统一水平受流体力学、传热和传质等传递过程和流体的流动与混合等等因素的影响。这个统一水平是相对的可以变化的，即是可调的。

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」精品课程'二■气液传质理论（双膜理论）

>气液反应过程：

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f界面气液平衡液膜f液相主体，如图2・19所示。

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《化学反应过程与设备》课程组

■双膜理论假设＞平静的气液界面两侧存在着气膜与液膜，是很薄的静止层或层流层。

＞当气相组分向液相扩散时，必须先到达气液相界面，并在相界面上达到气液平衡，即服从亨利定律。

＞在气膜之外的气相主体和液膜之外的液相主体中，达到完全的混合均匀，即全部传质阻力都集中在膜内。

■气液反应步骤:

＞气相组分A从气相主体传递到气液相界面，在界面上假定达到气液相平衡；＞气相组分A从气液相界面扩散入液相，并且在液相內进行化学反应；

＞液相內的反应产物向浓度梯度下降的方向扩散，气相产物则向界面扩散；＞气相产物向气相主体扩散。

■控制步骤:

＞当传递速率远大于化学反应速率时，实际的反应速率就完全取决于后者，这就叫动力学控制；

＞当化学反应速率很快，而某一步的传递速率很慢，则称为扩散控制。

＞当化学反应速率和传递速率具有相同的数量级时，则二者均对过程速率有显著的影响。