Mass transfer and selectivity of ozone reactions

Authors


Abstract

The present research concerns the behavior of mass transport in absorption of ozone accompanied by decomposition and ozonation reactions in aqueous solutions. On the basis of the film theory, a mathematical model has been formulated for the transport process taking into account molecular diffusion and the simultaneous decomposition and ozonation reactions of different orders. Analytical approximate and finite difference methods have been employed to predict concentration profiles, enhancement factor and selectivity of the chemical mass transfer in gas-liquid systems.

The rate of mass transfer is enhanced by the chemical reactions as well as the availability of liquid reactant in the aqueous phase. When the ozonation reaction is much faster than the decomposition reaction, a large fraction of the absorbed ozone is utilized effectively in reacting with the liquid constituent and a high selectivity of the gas-liquid reactions can be obtained. Calculated results indicate that removal of certain organic pollutants by the oxidation process may be effective only in acidic or neutral solutions where a high mass transfer rate and selectivity is achieved.

Abstract

Le but de ce travail est d'étudier le comportement du transfert de matière dans l'adsorption d'ozone accompagnée de réactions de décomposition de déozonisation dans des solutions aqueuses. À partir de la théorie du film, un modèle mathématique a été formulé pour le procédé de transfert tenant compte de la diffusion moléculaire et des réeactions simultanées de décomposition et de déozonisation de différents ordres. On a fait appel à des méthodes approximatives analytiques et de différences finies pour prédire les profils de concentration, le facteur d'accroissement et la sélectivité du transfert de matière chimique dans les systèmes gaz-liquide.

La vitesse du transfert de matière est améliorée par les réactions chimiques tout comme la disponibilité du réactant liquide dans la phase aqueuse. Lorsque la réaction d'ozonisation est beaucoup plus rapide que la réaction de décomposition, une large fraction de l'ozone absorbé est utilisée efficacement en réagissant avec le constituant liquide et il est possible d'obtenir une haute sélectivité des réactions gaz-liquide. Les résultats calculés indiquent que le retrait de certains polluants organiques par le procédé d'oxydation peut ětre efficace seulement dans des solutions acides ou neutres où on peut obtenir une vitesse de transfert de matière et une sélectivité élevées.

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