Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English
Выделение пара вымораживанием щироко используется при анализе газов, а также в самых разнообразных лабораторных исследованиях. В производственной практике этот процесс часто наблюдается в тех случаях, когда газы подвергаются сильному охлаждению.

ПОИСК





Предотвращение образования тумана при выделении пара вымораживанием

из "Теоретические основы образования тумана при конденсации пара Издание 3"

Выделение пара вымораживанием щироко используется при анализе газов, а также в самых разнообразных лабораторных исследованиях. В производственной практике этот процесс часто наблюдается в тех случаях, когда газы подвергаются сильному охлаждению. [c.193]
Однако из сказанного выше следует, что при конденсации пара на поверхности It l практически всегда образуется пересы- S щенный пар, часть которого может быть 5 сконденсирована в объеме и унесена газовым потоком из ловушки в виде аэрозоля. Естественно, что в этом случае Рис. 5.18. Содержание пара содержание вымораживаемого компонента в газовой смеси после ловушки будет выше, чем это соответствует состоянию насыщения, и равно сумме весовых концентраций аэрозоля и пара. [c.193]
Скорость газового потока в ловушках обычно невелика, поэтому темпера- тура газовой смеси после ловушки и температура ее стенок может быть принята равной температуре охлаждающей среды. Это позволяет использовать уравнения (5.7) и (5.8) для расчета ловушек. [c.193]
На рис. 5.18 приведены результаты приближенного расчета содержания пара и тумана этилового спирта в воздухе в зависимости от температуры, т. е. по мере продвижения газовой смеси в ловушке 28. [c.193]
Из рис. 5.18 также следует, что для принятых в расчете услоД ВИЙ содержание тумана в воздухе после ловушки составляет около 60% общего содержания этилового спирта в воздухе на входе в ловушку. [c.194]
В нефильтрованном воздухе обычно содержатся ядра конденсации радиусом 10 — 10 см (см., рис. 1.9). Для этих частиц, согласно уравнению (1.9), критическое пересыщение пара близко к единице. Поэтому в нефильтрованном воздухе конденсация пара в объеме наступает раньше, чем в фильтрованном воздухе, и количество образующегося тумана в этом случае больше. Кривая 2 (см. рис. 5.19, а) построена для указанных выше условий при критическом пересыщении, равном единице. [c.195]
В работах приведены данные по определению содержания тумана этилового спирта в воздухе после ловушки для условий, принятых в расчете. Эти опыты состоят в том, что осушенный воздух, содержащий пар этилового спирта, пропускают через медную У-образную трубку, погруженную в охлаждающую жидкость. Путем анализа устанавливают содержание этилового спирта в воздухе на входе в ловушку и на выходе из нее. [c.195]
Опытные данные показаны на рис. 5.19, а кружочками, причем можно отметить удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных данных. [c.195]
Таким образом, при понижении температуры охлаждающей среды степень конденсации будет уменьшаться, а не увеличиваться, как очень часто предполагают. [c.195]
Приведенные данные позволяют рассчитать условия процесса конденсации пара в ловушке без образования тумана и обеспечить наибольшую полноту выделения пара в ловушке. Поскольку при повышении температуры охлаждающей среды максимальное пересыщение пара снижается, то, исходя из заданного содержания пара в газе на входе в ловушку, можно установить такую температуру охлаждающей среды, при которой максимальное пересыщение пара будет достаточно низким, чтобы не происходило образование тумана. [c.195]
На рис. 5.19,6 представлена кривая температуры охлаждающей среды, ниже которой начинается образование тумана этилового спирта при заданном содержании спирта в воздухе на входе в ловушку. [c.195]
Применение насадок позволяет значительно снижать возможность образования тумана в ловушках, поскольку на их поверхности и будет происходить конденсация пара. За счет тепла конденсации насадка нагревается и ее температура станозится выше температуры газа. В результате происходит теплообмен между поверхностью насадки и газом. [c.195]
Из сказанного следует, что при выделении пара вымораживанием практически всегда образуется пересыщенный пар. Это очень часто приводит к конденсации пара в объеме и образованию аэрозоля, причем количество аэрозоля на выходе может во много раз превышать содержание вещества в парообразном состоянии. [c.196]
Наиболее простым и надежным способом предупреждения образования аэрозоля в процессе вымораживания пара является применение насадки с хорошо развитой поверхностью. Однако и при наличии насадки, в случае большой разности между давлением пара в начале процесса и давлением пара у поверхности конденсации, может возникнуть высокое пересыщение пара и произойти конденсация пара в объеме с образованием аэрозоля. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо производить соответствующие расчеты, с помощью которых можно устанавливать условия, исключающие образование аэрозоля. [c.196]
Приведенные данные об условиях образования тумана в ловушках могут также применяться по отношению к процессу очистки воздуха от паров воды и двуокиси углерода в теплооб-менниках-вымораживателях, используемых при получении кислорода и азота из воздуха 31. [c.196]
Конструкция теплообменников-вымораживателей аналогична трубчатым конденсаторам (см. рис. 5.8), т. е. по трубам движется воздух, а в межтрубном пространстве — хладоагент. Температура хладоагента, применяемого в вымораживателях, очень низкая (120—150°К), а содержание пара воды в атмосферном воздухе сравнительно большое, поэтому степень пересыщения пара может достигать большого значения. Между тем процесс вымораживания должен протекать при отсутствии конденсации пара в объеме, с тем, чтобы исключить унос примесей в туманообразном состоянии и обеспечить высокую степень очистки воздуха. Этого можно достичь лишь тогда, когда разность, между температурами газа и стенки трубы в течение всего процесса поддерживают низкой, не более 30 °С. [c.196]
На некоторых сернокислотных заводах газ перед поступлением в абсорбционное отделение охлаждается в ангидридном холодильнике, представляющем собой трубчатый теплообменник (см. рис. 5.8), по трубам которого движется нагретый газ, а в межтрубном пространстве — охлаждающая вода или воздух. Газ, поступающий в ангидридный холодильник, всегда содержит пар серной кислоты, который в ряде случаев образует туман. [c.197]
Наличие пара серной кислоты в газе после контактного отделения объясняется тем, что по нормам технологического режима осушка сернистого ангидрида перед подачей его на катализатор осуществляется до содержания пара воды 0,01% (0,08 г-мг при нормальных условиях). После контактного отделения в газе присутствует избыток серного ангидрида, поэтому пар воды, соединяясь с серным ангидридом, образует пар серной кислоты в количестве 0,54 г-м при нормальных условиях (0,076 мм рт. ст.). [c.197]
При низкой температуре воды, поступающей в ангидридный холодильник (или при повышенной влажности газа), часть пара серной кислоты конденсируется в объеме с образованием тумана, который только в незначительной степени задерживается в последующих аппаратах абсорбционного отделения, а в основном выводится в атмосферу вместе с отходящими газами. [c.197]


Вернуться к основной статье


© 2025 chem21.info Реклама на сайте