ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ Глава одиннадцатая Массопередача Общие сведения о массообменных процессах из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" Смесительные теплообменные аппараты, в которых осуществляется конденсация каких-либо паров холодной жидкостью, называют конденсаторами смешения. Они широко применяются для конденсации водяных паров водой. По способу вывода потоков из аппаратов различают конденсаторы смешения мокрые и сухие. В мокрых конденсаторах охлаждающая вода, образующийся конденсат и некон-денсмрующпеся газы (обычно воздух) откачиваются ив аппарата мокровоздушным насосом совместно. В сухих конденсаторах охлаждающая вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата самотеком по одной трубе, а неконденсирующиеся газы откачиваются вакуум-насосом из верхней части аппарата по другой трубе. [c.245] По к-онструктивному устройству смесительные теплообменные аппараты разделяют на полочные, насадочные, полые с разбрызгивателями охлаждающей жидкости и струйчатые. [c.245] Пар подается на конденсацию через патрубок в ни кней части конденсатора и движется в аппарате противотоком к охлаждающей воде. Вода и конденсат выводятся нз нижней части аппарата по барометрической трубе, а воздух отсасывается из верхней части. Кроме показанных на рисунке сегментных полок, в конденсаторах применяются кольцевые, конические и другие полки. [c.246] Насадочные аппараты применяются для конденсацпп иаров и охлаждения газов какой-либо жидкостью. На рис. 10-23 изобра кен сухой насадочный конденсатор. Охлаждающая вода подается через распределительное устройство 3 в верхней частп аппарата. Далее она растекается по насадке 2, при этом поверхность ноды значительно увеличивается. Пар движется противотоком к воде. Вода и конденсат выводятся из нижней части аппарата, а воздух отсасывается из верхней части. [c.246] Полые аппараты с разбрызгивателями охлаждающе г кидкости применяются для конденсации паров и охлаждения газов. На рнс. 10-24 показан мокрый полый конденсатор с разбрызгивателем воды 2, выполненным в виде вертикальной трубы с отверстиями. Охлаждающая вода вытекает из отверстий в виде тонких струй, которые создают в аппарате сплошную водяную завесу. Пар на конденсацию вводится в верхней части аппарата. Вода, конденсат и воздух откачиваются совместно из нижней части аппарата мокровоздушпым насосом. Конструктивное оформление разбрызгивателей весьма разнообразно. [c.246] Технологические процессы, скорость протекания которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в другую, называются массообмепиыми процессами, а аппаратура, предназначенная для проведения этих процессов, — массообменной аппаратурой. [c.247] Массообменные процессы занимают особое место среди химикотехнологических процессов. [c.247] В подавляющем большинстве случаев производственные установки химической промышленности создают по схеме, приведенной на рис. И-1. Исходное сырье поступает в реактор, где лишь частично превращается в продукты реакции. Выходящая из реактора смесь продуктов реакции и непрореагировавшего сырья направляется в массообменную разделительную аппаратуру, в которой производится разделение смеси на продукты реакции и непрореагировавшее сырье. Последнее возвращается в реактор, а продукты реакции поступают на дальнейшую переработку. [c.247] 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 реа1 ции, тем больше нагрузка на разделительный агрегат, и наоборот. [c.247] В разделительном агрегате могут производиться разнообразные процессы. Основными и важнейшими из них являются абсорбция, экстракция, ректификация, адсорбция и сушка. Кроме перечисленных основных процессов разделения должны быть упомянуты и такие, как кристаллизация, термодиффузия, диффузия через полупроницаемую пленку, зонная плавка и другие. Рассмотрим только основные процессы. [c.248] Ректификация — разделение кидкой 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 цолное разделение жидких однородных смесей на чистые компоненты или их группы. Очевидно, в этом процессе имеет место переход вещества, из жидкой фазы в паровую, и наоборот. [c.248] Сушка — удаление влаги из твердых влажных материалов путем ое испарения. Процесс имеет большое значепие во многих производствах, где влажные природные веш ества 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.249] Из приведенной краткой характеристики следует, что для всех перечисленных процессов обпщм является переход вещества из одной фааы в другую, или массопередача. Переход вещества из одной фазы в другую связан с явлениями конпективного переноса и молекулярной диффузии, поэтому перечисленные выше процессы получили название массообменных, или диффузионных, процессов. [c.249] Массо передачей называют переход вещества или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия. [c.249] В массообмене участвуют как минимум трн вещества распределяющее вещество или вещества), составляющее первую фазу, распределяющее вещество (или вещества), составляющее вторую фазу распределяемое вещество (или вещества), которое переходит, из одной фазы в другую. [c.249] Назовем первую фазу С, вторую Ь, а распределяемое вещество М. Поскольку все рассматриваемые массообменные процессы обратимы, распределяемое вещество может переходить из фазы С в фазу Ь и наоборот, в зависимости от концентрации этого вещества в распределяющих фазах. [c.249] Допустим, что распределяемое вещество находится вначале только в фазе С и имеет концентрацию У. В фазе Ь в начальный момент распределяемого вещества нет и, следовательно, концентрация его н этой фазе X = 0. [c.249] Если распределяющие фазы привести в соприкосновение, начнется переход распределяемого вещества из фазы С в фазу Ь и в последней обнаружится определенная концентрация распределяемого вещества X 0. С момента появления вещества М в фазе Ь начинается и обратный переход его в фазу С, но до некоторого момента число частиц М, переходящих в единицу времени через единицу поверхности соприкосновения из фазы С в фазу Ь, больше, чем число частиц, переходящих из фазы Ь в фазу С конечным итогом процесса является переход М из фазы О в фазу Ь. [c.249] Через определенный промежуток времени скорости перехода распределяемого вещества из фазы С в фазу Ь и обратно становятся одинаковыми. Такое состояние называется равновесным. В состоянии равновесия в каждом конкретном случае существует строго определенная зависимость между концентрациями распределяемого вещества, которые при равновесии системы называются равновесными. [c.249] Вернуться к основной статье