Главная > Разное > Газожидкостные реакторы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Массообмен между жидкостью и зернистным катализатором.

Кинетика химических превращений в присутствии твердого катализатора осложняется тем, что появляется дополнительное диффузионное сопротивление пристенного слоя жидкости, омывающей твердые частицы. Массоперенос вещества из жидкости к поверхности одиночной сферической частицы описывается уравнением (11.65). Если поток жидкости проходит через неподвижный слой зернистого материала, то структура уравнения, очевидно, не должна претерпевать существенных изменений, только за характерный линейный размер следует принимать не диаметр частицы, а эквивалентный диаметр межзерновых каналов. С учетом этой особенности исследователями [126] в результате обобщения многочисленных опытных данных были получены следующие уравнения, характеризующие массоперенос вещества в гомогенной жидкости:

Поскольку при исследовании массопередачи к зернистому слою в объеме в качестве поверхности контакта принимается определенная величина осланд, где удельная

поверхность насадки, в уравнениях (III.32) и (III.33) в критерий Шервуда входит поверхностный коэффициент массопереноса.

Введение в гомогенный поток жидкости газа, являющегося дополнительным ее турбулизатором, должно изменить условия формирования диффузионного слоя у поверхности частицы и соответственно отразиться на коэффициенте массопереноса. Но такое изменение будет ощутимо только в том случае, если массоперенос лимитируется внешним сопротивлением. Экспериментально это было подтверждено [1221 методом измерения диффузионного потока от анодной платиновой частицы диаметром и длиной помещенной в слой зернистого материала. Исследования проводились при следующих гидродинамических условиях:

При малых расходах жидкости не обнаружено влияние на коэффициент массопереноса, для расчета которого в газожидкостной смеси было предложено уравнение

Так как в условиях эксперимента свойства газа и размеры твердой частицы не изменялись, из анализа этого уравнения можно сделать вывод только о пропорциональности

При было рекомендовано [122] соотношение

в котором коэффициент рассчитывался по уравнению (111.32).

Уравнение (III.34) показывает, что введение газового потока в слой зернистого материала как будто изменяет диффузионное сопротивление и увеличивает коэффициент массопереноса. Однако, учитывая, что объектом исследования была одиночная частица, распространять этот вывод на условия работы всего слоя преждевременно.

С целью установления влияния барботирующего газа на массопередачу из жидкости к твердым частицам при восходящем потоке были проведены исследования по адсорбции адипиновой кислоты из водного раствора активированным углем с эквивалентным диаметром частиц 3,2 и Высота слоя в колонне диаметром изменялась от 0,1 до Приведенные скорости газа и жидкости лежали в следующих пределах: Исследования показали, что без подачи газа массоперенос описывается уравнением (II 1.32). Однако введение в слой затопленной насадки газа не привело к существенному изменению массопереноса, о чем свидетельствуют данные рис. 37. Представленные здесь результаты опытов

показывают, что увеличение расхода барботирующего газа практически не влияет на выходную концентрацию с адипиновой кислоты. Некоторое возрастание с наблюдается только при скорости соответствующей узкой области начала пульсационного режима. Поэтому при инженерных расчетах коэффициента массообмена между жидкостью и твердыми частицами можно пользоваться уравнениями (111.32) и (111.33) и в случае восходящего движения газожидкостной смеси в неподвижном слое зернистого катализатора.

Рис. 37. Изменение выходной концентрации адипиновой кислоты дующих значениях

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление