ela3

Przypadek nieodwracalnej reakcji o bardzo dużej szybkości c.d.

Szybkość fizycznego cez reakcji! unikania skfelnjka A w fazie ciekłej od zwierciadła Z do płaszczyzny R opisujemy równaniem:

Na=Pax[Xa=-Xa r) dla X_Ar = 0

I Aflsofpsfe z reakcja chemiczną -    i

; PYTANIE ~ Jakie trzeba stworzyć warunki procesu aby zanikł wór wnikania ma»^ w fazie ciekłej w f jgorggji?

- PaX ^Az ^:

D_

■X.

X =^4-x_Az

n_a

Szybkość fizycznego    B w w fazie ciekłej od płaszczyzny C do

płaszczyzny R opisujemy równaniem:

= P_Bx [X_Bx - X_Br) dla X_Br — 0 oraz X_Bx = X_B0

N',=p,xX_M=—X,

^x2

x -°“X ^

■^x2 ~ ~Xp~ ^A 50

Nn

Warunki takie najskuteczniej osiągamy, gdy składnik absorbowany wchodzi w reakcję absorbentem lub składnikiem roztworu ciekiego.

Reakcja w większości przypadków podwyższa szybkość absorpcji i zapiszemy tę szybko: poprawionym równaniem Newtona na szybkość wnikania w fazie ciekłej:

K =Pxfc, ~^XA2)= Pxe ta,    )

gdzie: E ymótemmlk orzTSBiaszsraa arocesn wntkam-i pod wpływem reakcji -    1.

E - zależy od typu i rzędu reakcji, stałej szybkości reakcji, wapryicrrntiitriYjy pyiuzii substancji reagujących ze sobą w fazie ciekłej oraz od stężenia reagentów. Wyprowadzenie E - poniżej Szczegółowe przypadki chernisorpcii można podzielić według rozmaitych kryteriów:

(*) odwracalności lub nieodwracalności reakcji; (*) przebiegu reakcji w rdzeniu cieczy lub blisko powierzchni międzyfazowej; (*) szybkości reakcji.

ABSORPCJA

Przypadek nieodwracalnej reakcji o bardzo dużej szybkości c.d.

Przypadek nieodwracalnej reakcji o bardzo dużej szybkości j

Dla ustalonego ruchu masy vN_A =N_B , gdzie v- współczynnik stechiometryczny reakcji,

a także dla: x=x_t +x₂ = ^4- X_A: + -^4- X_BQ Grubości warstw x, orazx, oblicza

^yX_A    się z r-ń przedstawionych na poprzednim

Równanie na szybkość dyfuzji + reakcja dla

slajdzie.

°Bi_Xl

x_Az

N_A = QlLX_AJ 1+ "^Bi "^B0 I-

^A -    ¹ vDa, X

=p_AXx_A\\+ °^Si

^yD_Ai X_A2

Przypomnienie! Równanie na szybkość

tzn:

dyfuzji dla A

K'a = ^^LX_Az =fi_/lxX_Az x

E=\ 1 +

vD,_u X„

Przypadek został opracowany przez Hattę przy założeniu modelu przedstawionego na Rys. Bierze się pod uwagę zastępczą warstwę graniczną w fazie ciekłej C i rozpatruje w niej dyfuzję substratów oraz produktu reakcji. W miejscu geometrycznym spotkania cząstek substratów winna nastąpić reakcja według założenia. Miejsce to nazywamy płaszczyzną reakcji R.

ta =/?; ta,    -x_a1)=!3_x

ABSORPCJA

CHEłfliSDRP&JA

ABSORPCJA

Przypadek nieodwracalnej reakcji o bardzo dużej szybkości c.d. :

Przy stałości wartości kinematycznych współczynników dyfuzji - współczynnik przyspieszenia procesu wnikania pod wptywem reakcji • E jest funkcją stężenia A'_so. Równocześnie ze wzrostem wartości tego stężenia płaszczyzna R przesuwa się w lewo...

ZR    C

ZR    C

Miarą nieodwracalności reakcji jest spadek na płaszczyźnie R stężenia składnika absorbowanego A do zera X_4r = 0. W przestrzeni od zwierciadła Z do płaszczyzny R stężenie składnika A spada do zera począwszy od X_Az - stężenia warunkowanego dopływem masy tego składnika z fazy gazowej, a odpowiadającego równowagowemu stężeniu składnika A w gazie Y*_Az.

Analogicznie wygląda przebieg zmiany stężenia reagenta B w przestrzeni od płaszczyzny C, oznaczającej koniec warstwy przyściennej, do płaszczyzny R. Zależnie od wartości stężenia składników A oraz B, a także od ich różnych szybkości dyfuzji zależy położenie płaszczyzny R: Na powyższej płaszczyźnie powstaje produkt reakcji D, który dyfunduje odwrotnie w kierunku di rdzenia cieczy ze spadkiem stężenia od X_Dr do X_Dx. Płaszczyzna R dzieli warstwę przyścienna o grubości x. na dwie warstwy o grubościach i x₂.

1

Przypadek nieodwracalnej reakcji o bardzo dużej szybkości c.d. j