qnG1,YA1
rAL kc c
m n AL BL
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根据边界条件：z=0，YA=YA1；Z=H， YA=YA2可求得H或出口处气体的浓度。
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2.连续操作的鼓泡塔设计计算
假设气相在反应器内的流动为平推流，液相为全混流。 物料衡算式为：qnGI dYA
第十四章 非均相化学反应器
第一节 固相催化反应器（自学） 第二节 气－液相反应器
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第二节 气－液相反应器
一、气液相反应
气膜
A( g ) B(l ) P
液膜
PAG
PA
液相主体
p 或 c
pAi
传质方向
CAi
气相主体 dz
cA
dG dL
cA
dc A dz dz
2.连续操作的鼓泡塔
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1.半连续操作的鼓泡塔
YA2
A( g ) B B(l ) P
假设气相在反应器内的流动为平推流， dz z
YA+dYA H YA
液相为全混流。
qnGI dYA (rAL（ ) 1 )dz
液相反应速率即 本征反应速率： 气含率，无量纲
填料塔
qnGI H pt

pA2
p A1
dpA (rAS ) i
qnGI H B ct
dcB cB 2 (rAS )i
cB1
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P519例14.2.3
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(三）鼓泡塔的设计计算
1.半连续操作的鼓泡塔
rA kc AcB
对液膜微元内的反应物A作物料衡算：
dc A d dc A 0 DLA (rA )dz [ DLA (c A dz )] dz dz dz
积累量 扩散进入量 反应量
2
扩散出去量
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d cA DLA rA 2 dz
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cB XB ct cB
H dz
0
Hห้องสมุดไป่ตู้
qnLI
B

X B2
X B1
dX B (rAS ) i
H
qnGI ct
B
dcB cB 2 (ct cB )2 (rAS )i
c B1
－－－－以液相为基准
对稀薄气体和稀溶液，有：
pt p A pt ct cB ct
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微元内的A损失量＝微元内A反应量
qnG1, YA2 qnL, XB2
以相界面积为基准的反应速率
qnGI dYA (rAS )i dz
YA+dYA Z=H XB+dXB
dz
YA
YA XB
气相中A物质的量 A的分压 ＝ 气相中惰性组分 I物质的量 I的分压
(rAS )i dz
H dz qnGI
0
H
YA 2
YA1
dYA (rAS ) i
式中：-rAS-以相界面积为基准的反应速率；
αi – 以液相体积为基准的比相界面积。
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CA z
气液相 反应器 双膜模 型中组 分 A的 传质示 意图
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距离
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双膜模型
二、气液相反应动力学
传质 反应 传质控制 反应控制
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（一）气液相反应的基本方程
对二级不可逆气液相反应
其本征反应速率方程为：
A( g ) B B(l ) P
对于二级反应，有
d cA DLA kcAcB 2 dz
对于组分B，同理可得
2
2
根据边界条件可求解得出 A组分在液膜中的浓度分 布方程：
cA f ( z)
DLB
d cB rB B (rA ) B kcAcB 2 dz
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（二）不同类型气液相反应的宏观速率方程
H YA 2
H dz qnGI
0
qnL, XB1
YA1
dYA (rAS ) i
qnG1, YA1
H qnGI pt
pA2
p A1
dpA ( pt p) 2 (rAS ) i
－－－－以气相为基准
同样，对液相组分B进行物料衡算，得：
qnLI dXB B (rAS )i dz
A( g ) B B(l ) P
瞬间反应 快速反应 中速反应
慢速反应
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三、气液相反应器的设计

填料塔反应器的设计计算
塔径 填料层高度
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假设反应
A( g ) B B(l ) P
为瞬间反应或快速反应，则在液相主体中A的浓度 为0，即CAL＝0。 假设填料塔内气液相均为平推流