ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие сведения о- массообменных процессах из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в другую, называют массообменными процессами, а аппараты, предназначенные для проведения этих процессов, — массообменными аппаратами. [c.227] Массообменные процессы занимают особое место среди хи-мико-технологических процессов. [c.227] Из изложенного следует, что между реакционными и разделительными аппаратами существует тесная технологическая связь. Общий закон этой связи таков чем меньше нагрузка на реакционный аппарат, т. е. чем меньше превращение исходного сырья в продукты реакции, тем больше нагрузка на разделительный агрегат, и наоборот. [c.228] Очевидно, что оптимальное сочетание нагрузок на реакционный и разделительный аппараты приводит к минимальным производственным затратам — к оптимизированному процессу. Следовательно, основа химического производства — реактор — работает оптимально только в сочетании с оптимально работающим разделительным агрегатом, и работа последнего имеет в химической промышленности не меньшее значение, чем работа самого реактора. [c.228] В разделительном агрегате могут проводиться разнообразные процессы. Основными и важнейшими из них являются абсорбция, ректификация, экстракция, кристаллизация, адсорбция, сушка, ионообменные процессы и мембранное разделение. Кроме перечисленных основных процессов разделения должны быть упомянуты и такие, как термодиффузия, зонная плавка и другие. Рассмотрим основные процессы. [c.228] Абсорбция — избирательное поглощение газов или паров жидкими поглотителями — абсорбентами. Процесс используется во многих производствах, где из смеси газов необходимо извлечь какой-либо компонент или группу компонентов. В этом процессе имеет место переход вещества или группы веществ из газовой или паровой фазы в жидкую. [c.228] Ректификация — разделение жидкой смеси на чистые или обогащенные составляющие в результате противоточного взаимодействия потоков пара и жидкости. Процесс имеет большое значение в тех производствах, где необходимо частичное или полное разделение жидких однородных смесей на чистые компоненты или их группы. Очевидно, в этом процессе имеет места переход вещества из жидкой фазы в паровую, и наоборот. [c.228] Экстракция — извлечение растворенного в одной жидкости вещества или группы веществ другой жидкостью, которая не смешивается или только частично смешивается с первой. Процесс применяют в случаях, когда из раствора необходимо извлечь растворенное вещество или группу веществ. В этом процессе имеет место переход вещества из одной жидкой фазы в другую жидкую фазу. [c.229] Кристаллизация — выделение вещества кз жидкой фазы в виде твердой фазы (кристаллов). Процесс применяют преимущественно в тех производствах, где требуется получение веществ повышенной чистоты. В этом процессе происходит переход вещества из жидкой фазы в твердую. [c.229] Лйсорбчия —избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкостях веществ твердым поглотителем — адсорбентом, способным поглощать одно или несколько веществ из их смеси. Процесс используется во многих производствах, где из смеси газов, паров или растворенных веществ необходимо извлечение того или другого вещества. В этом процессе вещества переходят из газовой или жидкой фаз в твердую. [c.229] Сушка — удаление влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения. Процесс имеет большое значение во многих производствах, где влажные природные вещества до их переработки должны быть предварительно обезвожены или должен быть обезвожен готовый продукт, получающийся в последней стадии производства. Нетрудно видеть, что в этом процессе имеет место переход влаги из твердого влажного материала в паровую или газовую фазу. [c.229] Ионообменный процесс — извлечение вещества из раствора, основанное на способности некоторых твердых веществ (ионитов) обменивать свои подвижные ионы на ионы извлекаемого вещества. Процесс применяется в тех производствах, где требуется извлечь вещества из растворов, в которых эти вещества находятся в малых концентрациях. В этом процессе извлекаемые вещества переходят из жидкой фазы в твердую. [c.229] Мембранное разделение — разделение находящихся в растворах веществ, основанное на способности некоторых тонких пленок (полупроницаемых мембран) пропускать одни вещества и задерживать другие. В этом нроцессе вещества переходят через полупроницаемую мембрану из исходной жидкости или газа в выделяемую жидкую или газовую фазу. [c.229] Из приведенной краткой характеристики следует, что для всех перечисленных процессов общим является переход вещества из одной фазы в другую, или массопередача. Переход вещества из одной фазы в другую связан с явлениями конвективного переноса и молекулярной диффузии, поэтому перечисленные выше процессы получили название массообменных, или диффузионных, процессов. [c.229] Массопередачей называют переход веществ из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия. [c.229] Назовем первую фазу О, вторую Ь, а распределяемое вещество М. Поскольку все рассматриваемые массообменные процессы обратимы, распределяемое вещество может переходить из фазы С в фазу L и наоборот, в зависимости от концентрации этого вещества в распределяющих фазах. [c.230] Допустим, что распределяемое вещество находится вначале только в фазе О и имеет концентрацию У. В фазе Ь в начальный момент распределяемого вещества нет и, следовательно, концентрация его в этой фазе Х = 0. [c.230] Очевидно, что лю й концентрации X соответствует равновесная концентрация Ур, и наоборот, любой концентрации У соответствует равновесная концентрация Хр, т. е. [c.230] Функциональные зависимости (11.1) и (11.2) определяются в каждом случае особо и рассматриваются в послс.дующих главах курса применительно к конкретным изучаемым процессам. [c.230] Аналогично могут быть использованы и другие параметры, особенно химический потенциал. [c.231] Вернуться к основной статье