1、01伴有化學(xué)反應(yīng)的液相擴(kuò)散過程伴有化學(xué)反應(yīng)的液相擴(kuò)散過程02一級不可逆反應(yīng)一級不可逆反應(yīng)03不可逆瞬間反應(yīng)不可逆瞬間反應(yīng)第三節(jié)第三節(jié) 氣氣-液反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征液反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征Page：182185擴(kuò)散反應(yīng)方程：擴(kuò)散反應(yīng)方程：d2cA/dx2=rA/DAL (6-29)反應(yīng)速率：反應(yīng)速率：rA=k1cAd2cA/dx2=k1cA/DAL (6-32)雙曲函數(shù)：是以雙曲函數(shù)：是以e為底的指數(shù)函數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)y=eX和和y=e-x所產(chǎn)生的雙曲函數(shù)。所產(chǎn)生的雙曲函數(shù)。雙曲正弦：雙曲正弦：sinhx=(ex -e-x)/2雙曲余弦雙曲余弦:coshx=(ex+e-x)/2雙曲正切：雙曲正切：tanhx=

2、sinhx/coshx =(ex-e-x)/(ex+e-x)化學(xué)吸收增強(qiáng)因子化學(xué)吸收增強(qiáng)因子液相反應(yīng)利用率液相反應(yīng)利用率和和是從不同角度來研究氣是從不同角度來研究氣-液反應(yīng)的液反應(yīng)的的的基準(zhǔn)是相同條件下的物理吸收速率基準(zhǔn)是相同條件下的物理吸收速率的的基準(zhǔn)是按基準(zhǔn)是按cAi計(jì)算的理論反應(yīng)速率計(jì)算的理論反應(yīng)速率的大小反映了化學(xué)反應(yīng)對傳質(zhì)過程的的大小反映了化學(xué)反應(yīng)對傳質(zhì)過程的加強(qiáng)程度加強(qiáng)程度的大小反映了傳質(zhì)過程對化學(xué)反應(yīng)的的大小反映了傳質(zhì)過程對化學(xué)反應(yīng)的限制程度限制程度 和和 的比較的比較反應(yīng)吸收速率：反應(yīng)吸收速率：NA=（k1DAL）1/2cAi結(jié)論：增大反應(yīng)吸收速率的途徑有，結(jié)論：增大反應(yīng)吸收速

3、率的途徑有，1.增大反應(yīng)速率常數(shù)增大反應(yīng)速率常數(shù)k1 2.增大擴(kuò)散系數(shù)增大擴(kuò)散系數(shù)DAL 3.提高界面被吸收組分的濃度提高界面被吸收組分的濃度cAi。 可以看出來的是，吸收速率可以看出來的是，吸收速率NA和液膜傳質(zhì)分系數(shù)和液膜傳質(zhì)分系數(shù)kL無關(guān)，所以加劇液相的湍流無關(guān)，所以加劇液相的湍流并不能增加吸收速率。并不能增加吸收速率。討論一：快速反應(yīng)（討論一：快速反應(yīng)（M3）液相反應(yīng)利用率：液相反應(yīng)利用率：=1/(L M1/2) 很小，趨近于很小，趨近于0.結(jié)論：反應(yīng)在液膜內(nèi)完成，液相主體組分結(jié)論：反應(yīng)在液膜內(nèi)完成，液相主體組分A的濃度趨近于的濃度趨近于0，即，即cAL0討論二：中速反應(yīng)討論二：中速反

4、應(yīng) (1 M 3)吸收增強(qiáng)因子吸收增強(qiáng)因子=M / thM液相反應(yīng)利用率液相反應(yīng)利用率=1/（L M thM）很小很小結(jié)論：對于中速反應(yīng)，增大積液量，使結(jié)論：對于中速反應(yīng)，增大積液量，使L較大，可使反應(yīng)在液流主體中進(jìn)行完畢，較大，可使反應(yīng)在液流主體中進(jìn)行完畢，但液相反應(yīng)利用率小。但液相反應(yīng)利用率小。*需要注意的是此時(shí)的cAL=0和快速反應(yīng)的cAL=0的情況不同的。討論三：慢速反應(yīng)討論三：慢速反應(yīng) (M1)吸收增強(qiáng)因子吸收增強(qiáng)因子=LM/(LM-M+1)液相反應(yīng)速率液相反應(yīng)速率=1/(LM-M+1) LM的大小不同，導(dǎo)致有兩種情形存在。的大小不同，導(dǎo)致有兩種情形存在。情形一情形一：M雖低但雖低但

5、L很大，致使很大，致使LM 1 即液相反應(yīng)速率即液相反應(yīng)速率 液膜傳質(zhì)速率，反應(yīng)在液流主體中完成，此時(shí)液膜傳質(zhì)速率，反應(yīng)在液流主體中完成，此時(shí)cAL0，=LM/(LM-M+1)=1 NA=kLcAi ,=1/(LM-M+1)=1/LM=很小。很小。 增加界面增加界面A的濃度，加強(qiáng)湍流程度提高的濃度，加強(qiáng)湍流程度提高kL可以增大吸收速率可以增大吸收速率NA。情形二情形二：M很小很小L也不大，致使也不大，致使LM 1 即液相反應(yīng)速率即液相反應(yīng)速率 液膜傳質(zhì)速率，反應(yīng)不完全，液膜傳質(zhì)速率，反應(yīng)不完全，cAL較大，較大， =LM/(LM-M+1）=LM=Vk1L/LkL=Vk1/kL NA=kLcAi=Vk1cAi ,=1/(LM-M+1)1 增加界面增加界面A的濃度的濃度cAi，提高，提高V和和k1有利于提高吸收速率有利于提高吸收速率NA,加強(qiáng)湍流程度則是無用的。加強(qiáng)湍流程度則是無用的。 快速反應(yīng)k1增大NA增大NA與kLcALDAL增大無關(guān)00cAi增大中速反應(yīng)增加積液量，使L增大，可使反應(yīng)在液流主體中進(jìn)行完畢，但小。慢