ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Абсорбция из "Перемешивание в химической промышленности" При абсорбции, (газ—жидкость), как и при экстракции, (жидкость—жидкость), массообмен происходит между двумя фазами, поэтому механизм массообмена в обоих случаях будет сходным. [c.210] На ход процесса растворения газа в жидкости оказывают влияние величина поверхности контакта фаз, температура, продолжительность соприкосновения, величина движущей силы и толщина диффузионного слоя в газовой и жидкой фазах. [c.211] Предельная скорость воздуха при захлебывании около 3,5 см сек. При большей скорости газа мешалка не успевает его диспергировать, и воздух проходит через слой жидкости большими пузырями, не взаимодействуя с ней. [c.212] К диаметру сосуда в пределах //(,/0=0,5ч-4. Результатом этих опытов явилась корреляция зависимости отношения Ку/гю % от мощности, потребляемой на единицу объема, Му, для разных значений отношения НдЮ. Графики этих зависимостей представляют собой отрезки прямых линий с постоянным угловым коэффициентом. Поэтому влияние высоты слоя жидкости оказалось возможным выразить новой переменной, которую авторы назвали глубинным фактором . [c.213] В соответствии с результатами работы Купера можно проектировать промышленное оборудование по данным серии опытов при условии сохранения постоянными затрат мощности на единицу объема, расхода газа, отнесенного к единице поверхности, и соотношения Яо/О. [c.213] Повышение уровня жидкости в сосуде за счет удерживаемого ею газа, диспергированного в жидкости, является легко измеримой величиной. Фуст и его сотрудники 147] использовали это повышение уровня для исследования влияния продолжительности соприкосновения фаз на мощность, потребляемую мешалкой. [c.213] Влияние конструктивных особенностей некоторых типов мешалок на скорость поглощения кислорода водным раствором сульфита натрия изучали Фридлянд с сотрудниками [49]. [c.214] Г аштон, Галлахер и Олдшу [135] определяли влияние перемешивания многорядной турбинной мешалкой на коэффициент абсорбции. Скорость массопередачи исследовали при помощи окисления сульфита натрия в сульфат кислородом воздуха. [c.214] При применении нескольких турбинных мешалок на одном валу очень важной характеристикой является расстояние между двумя турбинами. При небольшом расстоянии нижняя мешалка вследствие подсасывания жидкости верхней турбиной может создавать течение в основном аксиальное, а верхняя—в основном радиальное. Если обе турбины достаточно удалены друг от друга, они обе создают радиальное течение. Поэтому для полного описания процесса в уравнение следует ввести отношение расстояния между турбинами /г к диаметру мешалки Практически при диспергировании газа в жидкости лучшие результаты были получены в условиях hJd =3 7. Значения меньше 1,5 непригодны, так как аксиальное течение невыгодно для абсорбции газа в жидкости и его следует избегать. Промышленное оборудование обычно проектируется так, чтобы отношение высоты слоя жидкости Hq к диаметру сосуда D имело значение HjD 2,b. В этом случае значение коэффициента абсорбции при применении многорядного турбинного перемешивающего устройства не увеличивается и не уменьшается по сравнению с простой мешалкой более чем на 10%. Если аппарат выбран так, что отношение HJD=A, можно при соответствующем размещении двойной турбинной мешалки достигнуть повышения коэффициента абсорбции почти на 25%. Как правило, считают, что при малом потреблении мощности на единицу объема (0,20 квт1 м - ) более выгодно применять простую турбинную мешалку, а при большом потреблении мощности на единицу объема 0,75 квт/м ) выгоднее пользоваться многорядными турбинами [114, 135]. [c.214] Шульц и Джейдн [1411 исследовали массопередачу между газо.м и жидкостью на границе раздела фаз без барботирования газа через жидкость. Испытания производили в специальном аппарате с двумя мешалками, причем одна мешалка была помещена а жидкости, а другая—на собственном валу с независимым приводом—в газовой фазе (близко к поверхности ясидкости). Этим способом можно было менять независимо интенсивность перемешивания в жидкости и в газовой фазе. Газ подводили в аппарат над уровнем жидкости. Для определения скорости абсорбции применяли окисление сульфита натрия кислородом воздуха. [c.214] Шульц и Джейдн определяли взаимное влияние различной интенсивности перемешивания газовой и жидкой фаз на скорость абсорбции. Как показано на рис. 84, коэффициент абсорбции зависит только от скорости перемешивания жидкой и не зависит от интенсивности перемешивания газовой фазы. Это означает, что решающее влияние перемешивания на скорость массогереда-чи проявляется в диффузионном слое жидкой фазы, тогда как диффузионный слой газовой фазы большого сопротивления не оказывает. [c.215] После того как достигнута определенная интенсивность пере--мешивания, дальнейшее увеличение числа оборотов мешалки снижает скорость абсорбции. Шульц и Джейдн объясняют это явление особенностью механизма реакции окисления сульфита. Как уже было сказано выше, окисление обычно ведут в присутствии сульфата меди. После прибавления катализатора сначала наблюдается индукционный период, когда повышается концентрация промежуточных продуктов. Если предположить, что образование промежуточных продуктов зависит от концентрации кислорода, который обусловливает переокисленне иона меди, то общая скорость реакции будет возрастать при увеличении продолжительности соприкосновения жидкости с кислородом. Рассматривая небольшую часть объема жидкости, следует учесть, что продолжительность пребывания его на поверхности или непосредственно у поверхности зависит от турбулентности в жидкой фазе и что лишь в это время происходит абсорбция кислорода. Средняя продолжительность пребывания определенной части объема жидкости у поверхности раздела фаз падает с возрастанием скорости перемешивания, и поэтому с увеличением скорости перемешивания падает и среднее количество кислорода, абсорбированного жидкостью. [c.215] Карват [73] изучал влияние перемешивания на абсорбцию по окислению водного раствора сульфита натрия кислородом воздуха при каталитическом воздействии меди и по поглощению углекислого газа раствором соды (с образованием двууглекислого натрия). [c.216] Карват исследовал влияние на скорость абсорбции л ощности, потребляемой мешалкой, и количества воздуха, подаваемого в перемешиваемую жидкость непосредственно через воздухонод или через распределительное устройство (сетку или реп етку). [c.216] В обоих случаях было сделано сопоставление произведения коэффициента массопередачи на удельную поверхность (т. е. объемного коэффициента массопередачи) и мощности, потребляемой мешалкой, как это показано на рис. 85, из которого видно, что кривая в случае подачи воздуха непосредственно через воздуховод без распределительного устройства имеет три различных участка. При очень малых мощностях, потребляемых мешалкой, кривая идет весьма полого, так как мешалка не успевает дробить крупные пузырьки воздуха, образующиеся у устья воздуховода. В области средних мощностей кривая резко, почти по прямой, подымается вверх. В этой области мешалка обеспечивает энергичное дробление пузырьков воздуха и тем самым существенно увеличивает поверхность контакта фаз. При высоких мощностях кривая снова идет более полого. В этой области при повышении интенсивности перемешивания прежде всего увеличивается турбулентность, так как дальнейший рост межфазной поверхности происходит уже в меньшей степени. [c.216] Из приведенного графика следует, что подача воздуха через распределительное устройство благоприятно сказывается на скорости абсорбции, в особенности при низких мощностях, затрачиваемых на перемешивание. С увеличением мощности повышение скорости абсорбции при том или другом способе подачи воздуха проявляется уже меньше. В области высоких мощностей скорость абсорбции в обоих случаях почти одинакова. [c.216] ЛИЧНОЙ величины применяются одинаковые сетки, то влияние распределительного устройства проявляется в большей степени в сосуде большего размера. Собственно говоря, в обоих случаях образуются пузырьки одинаковой величины, но, в соответствии с правилами моделирования, эти пузырьки будут в большом сосуде относительно меньшими и, следовательно, скорость абсорбции в этом сосуде окажется большей. [c.217] Чем поверхность соприкосновения жидкости со стенкой сосуда относительно больше, т. е. чем меньше объем сосуда, тем относительно большая часть энергии будет затрачиваться на трение жидкости о стенку. [c.217] Карват производил также опыты с мешалками различных типов, размещая их на расстоянии от дна, равном У, и /4 полезной глубины. Оптимальная скорость абсорбции получена при размещении мешалки на полезной глубины. [c.217] Вернуться к основной статье