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第十四章液(气)/液相反应动力学,第十四章液(气)/液相反应动力学,一、双膜理论,A、B是两个不相混合的流动相。A相内反应物浓度为CA；在相界面上，浓度下降为C*A。A相内边界层的厚度为1，扩散系数为D1。相界面上生成物的浓度为C*B；B相内，浓度下降到CB。B相内边界层的厚度为2，扩散系数为D2。整个液(气)/液反应过程包括由三个连续的步骤：反应物由A相本体向相界面的扩散界面化学反应生成物由相界面向B相本体的扩散,一、双膜理论,图14-1双膜理论示意图,一、双膜理论,二、反应物扩散与界面化学反应混合控制,二、反应物扩散与界面化学反应混合控制,反应物的扩散与界面化学反应混合控制时由（式14-1）、（式14-3）及上式得：代入（式14-1）得：,二、反应物扩散与界面化学反应混合控制,三、界面化学反应与产物扩散混合控制,三、界面化学反应与产物扩散混合控制,界面化学反应与产物的扩散混合控制时由（式14-3）、（式14-4）及上式得：代入（式14-4）得：,三、界面化学反应与产物扩散混合控制,四、三个步骤混合控制,反应物的扩散（式14-1）界面化学反应（一级可逆反应）（式14-3）生成物的扩散（式14-4）,四、三个步骤混合控制,三个步骤混合控制时(式14-5)方法1由(式14-1)、(式14-3)(式14-5)联立求解，得到及的表达式；利用上述任意一式得出总反应速率的表达式。方法2利用等比关系若：则：,四、三个步骤混合控制,反应物的扩散界面化学反应（一级可逆反应）生成物的扩散,四、三个步骤混合控制,三个步骤混合控制时（式14-6）k总反应过程的总阻力,四、三个步骤混合控制,五、镍锍的选择性氧化,熔池内原子由内部向表面扩散，在接近表面时有一浓度边界层N；熔池表面之上有O2及SO2气体；炉气处于氧气流吹动之下，气相浓度边界层很薄，气相扩散系数D气很大气相浓度边界层中的扩散不会构成反应的限制性环节。在液/气界面上发生镍锍的氧化反应高温下界面化学反应速度很快，速率常数k很大界面化学反应亦不构成反应的限制性环节。,五、镍锍的选择性氧化,当镍锍氧化反应受熔池内反应物S的传质步骤控制时，反应的总速率为：(式14-7)A熔池表面面积；CS熔池内部的S浓度；C*S熔池表面与SO2及O2平衡的S浓度；液相传质系数,五、镍锍的选择性氧化,用质量%表示S的浓度时：或改写成：%S熔池内部S浓度（%）；%S*熔池表面与SO2及O2平衡时S的浓度，%；V熔池（镍锍）体积；镍锍密度；W镍锍重量。,五、镍锍的选择性氧化,当%S*值很小时（表14-1），式（14-7）简化为
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