ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массопередача в системах с твердой фазой из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии" Массопередача в системах с твердой фазой представляет собой особенно сложный процесс. В этом процессе, кроме массоотдачи от поверхности раздела фазы в поток жидкости (газа, пара), имеет место и перемещение вещества в твердой фазе массопроводностъю. [c.273] К указанным процессам представляется возможным отнести процессы адсорбции, сушки и выщелачивания (извлечение вещества растворителем из пор твердого тела). [c.273] Несмотря на различную физическую сущность этих процессов, для них характерно уменьшение скорости по сравнению со скоростью молекулярной диффузии в аналогичных случаях. Поэтому в научно-технической литературе при описании указанных процессов пользуются термином стесненная диффузия . Стеснение объясняется механическим преграждением диффузионного потока самим скелетом твердого пористого тела и сопротивлением движением молекул, обусловленным непосредственной близостью этих молекул к неподвижным стенкам, образуемым пopи тoii средой. [c.273] Соответственно направлению курса Процессы и аппараты химической технологии - целесообразно вместо стесненной диффузии ввести более общую кинетическую характеристику, а именно коэффициент массопроводности. Тогда в качестве единого закона, которому подчинена кинетика переноса распределяемого вещества в твердом теле, может быть принят закон, аналогичный закону теплопроводности количество вещества, переместившегося в твердой фазе за счет массопроводности, пропорционально градиенту концентрации, площади, перпендикулярной направлению потока вещества, и времени, т. е. [c.273] Вполне очевидно, что коэффициент массопроводности не является постоянной величиной. Он зависит от природы проходящего процесса (адсорбция, сушка, выщелачивание), от ряда факторов, определяющих величину коэффициента молекулярной диффузии, и от структуры твердого пористого тела. [c.274] На рис. 11-12 приведены типичные структурные модификации твердых пористых тел. Эти модификации наглядно показывают, что в отношении кинетики процесса различные структуры весьма неравноценны. [c.274] Идеализированная схема перемещения вещества из твердой в жидкую (газовую, паровую) фазу приведена на рис. 11-13. Твердая фаза представляет собой неограниченную пластину толщиной 26. [c.274] При С , 6 р [предполагается, что зависимость Ср = f (Y) известна] распределяемое вещество перемещается из твердой фазы в ядро омывающей фазы, причем от средней плоскости пластины к поверхности вещество перемещается массопроводностью, а от поверхности в ядро омывающей фазы конвективной диффузией. [c.275] В начальный момент времени т,, градиент концентрации по толщине пластины d jdx = О (С = onst = С ) и вещество начинает перемещаться в омывающую фазу из твердой фазы только из объема, непосредственно примыкающего к поверхности раздела фаз. В омывающей фазе концентрация изменяется от У до У или от 6V , = С до Ср. [c.275] Предельное (минимальное) значение концентрации в твердой фазе Ср соответствует времени т - оо (т с). [c.275] Как видно из рассмотренной схемы, особенностью массопроводности является неустановившееся состояние процесса. [c.275] Для решения задачи о перемещении вещества внутри твердой фазы дифференциальное уравнение массопроводности должно быть дополнено уравнением, характеризующим условия на границе раздела твердой и жидкой (газовой, паровой) фаз. Это уравнение может быть выведено в результате следующих рассуждений. [c.275] Из дифференциального уравнения массопроводности. [c.276] Графики (по три для каждого тела), соответствующие уравнениям (И.75), (11.76) и (11.77), целиком совпадают с графиками для уравнений (6.96), (6.97) и (6.98), если в них заменить символы температур символами концентраций и символы В и Ро — символами В1д и РОд. [c.277] Решения (И.74)—(11.77) справедливы также и для случаев, когда распределяемое вещество перемещается из омываемого потока в твердое тело, т. в. когда С Ср. [c.277] Абсорбция — поглощение газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами. Этот процесс является избирательным и обратимым, что дает возможность применять его не только с целью получения растворов газов в жидкостях, но также и для разделения газовых или паровых смесей. [c.280] В последнем случае после избирательной абсорбции одного или нескольких компонентов из газовой или паровой смеси проводят десорбцию — выделение этих компонентов из жидкости — и таким образом осуществляют разделение. Регенерированный абсорбент вновь возвращается иа абсорбцию (круговой процесс). [c.280] Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа не сопровождается химической реакцией. При хемосорбции абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию в жидкой фазе. [c.280] Примерами использования процессов абсорбции в технике могут служить разделение углеводородных газов па нефтеперерабатывающих установках, получение соляной кислоты, получение аммиачной воды, очистка отходящих газов с целью улавливания ценных продуктов или обезвреживание газосбросов и другие. [c.280] Вернуться к основной статье