ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппараты колонного типа (фазы движутся в режиме идеального вытеснения) из "Инженерное оформление химических процессов" На рис. ХП1-5 показаны принципиальные схемы аппаратов, используемых для осуществления контакта жидкости с газом и жидкости с жидкостью. Отметим, что для многих аппаратов, приведенных на этом рисунке, в частности, для схем ХИ1-5, а—ХП1-5, д характерны режимы идеального вытеснения с параллельными потоками или с противотоком. [c.381] Другие системы, например, одиночные аппараты с мешалками, система смеситель—сепаратор и каскады таких аппаратов, также широко распространены в технологических схемах химических производств. Методы расчета всех указанных систем различны и зависят от выбранной модели, отражающей режим движения жидкости в аппарате, относительной скорости химической реакции и процесса переноса массы и от растворимости активных компонентов каждой системы. [c.381] Расчет аппаратуры для систем жидкость—газ и жидкость—жидкость включает выбор типа устройства, обеспечивающего хороший контакт между фазами, нахождение допустимой скорости движения жидкости или газа, необходимого диаметра колонны и др. Эти вопросы рассмотрены в соответствующих руководствах Однако, есть ряд факторов, расчет которых для реакторных систем специфичен и определяется скоростью реакции. Одним из таких факторов является высота (длина) аппарата. [c.381] Теперь разберем несколько моделей взаимодействия фаз. [c.384] Массообмен не сопровождается химической реакцией. Для того чтобы рассчитать высоту колонны, во всех случаях необходимо совместно проанализировать выражение, описывающее скорость процесса, и уравнение его материального баланса. Первое из указанных выражений представляет собой функцию концентраций реагентов, второе — связывает между собой концентрации компонентов в колонне в целом. [c.384] Массообмен сопровождается химической реакцией, Для этого процесса выражение скорости включает концентрации веществ А и В. Таким образом, в противоположность процессам чистой абсорбции или экстракции уравнение материального баланса должно отражать соотношение между обоими компонентами в колонне. [c.385] Для процессов с параллельным током (нисходящий поток газа) величину С во всех соотношениях заменяют на —О. [c.387] Для того чтобы охарактеризовать различие между выражениями материального баланса процесса массообмена, сопровождающегося химической реакцией, и процесса чистого массообмена, сравним уравнения (Х1И,27) и (Х1И,32). [c.387] Состав смеси в любой точке колонны можно найти, интегрируя уравнение (XIII,32) в пределах граничных концентраций на концах колонны, т. е. [c.387] Это выражение позволяет определить содержание реагентов А и В в обеих фазах системы по всей колонне. Некоторые из возможных способов представления уравнения материального баланса графически показаны на рис. Х1И-7. [c.387] Рассмотрим пример, иллюстрирующий использо-ванне указанных расчетных уравнении. [c.389] Для ряда значений парциального давления компонента А в колонне определим соответствующие его концентрации в жидкой фазе, вычислим равновесное парциальное давление вещества А и величину рд, отвечающую этим значениям концентраций, а также найдем общую движущую силу процесса физической абсорбции. [c.390] Результаты расчетов сведены в табл. 38а. [c.390] Высота колонны. Определим для нескольких сечений колонны величину р + + ЯдСд (табл. 39). [c.391] Подставляя данное выражение в уравнение материального баланса, можно видеть,что одно уравнение скорости переходит в другое при р = 0,000395. [c.392] Высота колонны. Скорость процесса определяем согласно порядку, изложенно.му в табл. 40. [c.392] Скорость процесса определяется скоростью химической реакции. Когда скорость процесса мала по сравнению со скоростью массообмена, двухпленочная теория не пригодна для объяснения механизма процесса и, следовательно, для расчета его средней скорости. Поэтому удобнее относить скорость процесса к единице объема реагирующей фазы, чем к единице поверхности раздела между фазами. [c.393] Вернуться к основной статье