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伴有化學反應的吸收速率
對于典型的氣液相反應:AA+Bw氣相組分A與液相組分B的反應全過程，根據雙膜理論可表示為圖4-3(b)的過程，要經歷以下步驟
①氣相反應物A從氣相本體通過氣膜向氣-液相界面傳遞;
②氣相反應物A自氣-液相界面向液相傳遞;
③反應物A在液膜或液相主體中與B發生反應(視反應速率的快慢而定);相界面相界面AGCA(慢反應)CA(快反應)()物理吸收(b)化學吸收圖43液相中A的濃度變化煙氣脫疏脫硝技術基礎。反應生成的液相產物留存在液相中(如有氣相產物生成則向相界面擴散)，氣相產物自相界面通過氣膜向氣相本體擴散。化學吸收法凈化氣態污染物質一般要求吸收劑在吸收條件下的蒸氣壓很低或趨于零，化學反應只在液相內發生。所以上述過程不存在組分B從相界面向氣相擴散的問題。在吸收過程中，當傳遞速率遠大于化學反應速率時，實際的過程速率取決于后者，這就叫動力學控制;反之，如果化學反應速率很快，而傳質速率很慢，過程速率主要取決于傳質速率的大小，稱為擴散控制對于化學吸收過程，氣膜的傳質速率仍可按與物理吸收相同的式(4-29)表示。在氣處，組分A仍處于平衡狀態，可用亨利定律描述。液膜中的情況，化學吸收和物理吸收卻很不相同。對于化學吸收，組分A按分子擴散從擴散至界面溶解后，在液膜內一面進行擴散，一面進行化學反應，若在液膜內未反應完還要轉移至液相主體中進行。由于液相中有化學反應的存在，組分A的濃度CA降低加快，從而使過程吸收速率提高。在過程穩定的情況下，仍可采用費克定律來描述液膜中的吸收情況(4-38)NDdz
若已知組分A在界面處的液相濃度梯度，就可利用上式求得液膜內的過程速率。在液膜內
對組分A作物料衡算可得到液相濃度分布規律。對穩態過程有:(擴散量)一(擴散量)m＝微元體積的反應量(4-39)dc「-D-(-盟n)ーいA(4-40)即dz式中，A、d2分別為徵元體積的斷面面積和厚度。整理得:d CA=(-r)D dzi(4-41)同理對B做物料衡算有:d Ci而反應動力學方程:ra=f(CA, CB, 1)(4-43)若式(4-41)邊界條件給定，反應動力學方程簡單，就可求出液膜中組分A的濃度分布，代入式(4-38)中得到液膜中的過程速率方程，將其與氣膜中的傳質速率方程式(429)和氣液相平衡關系式(431)聯解，就可獲得吸收過程的總速率方程式NA。由于反應動力學方程一般較復雜等原因，大多數情況下求解困難。用吸收法處理氣態污染物時，化學吸收劑一般能與被吸收組分發生極快的化學反應;或其用量大大過量，以使其濃度幾乎不變，這時可看成擬一級反應。以下針對這幾種類型情況進行討論。
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極快速不可逆化學反應吸收過程
對于典型的氣液相反應aA+bBa和一→rR，如果化學反應速度極快，反應瞬時即可完
成，則傳質阻力比化學反應阻力大得多，整個過程屬于擴散控制。在反應速度極快的情況下，反應區厚度極小，成為反應面。由于吸收組分A與反應物B的擴散速率不同，會使液相濃度分布出現三種不同的情況，如圖4-4所示。
