Насадочные хемосорбции

В данном параграфе приводятся математические описания стационарных режимов некоторых типовых процессов химической технологии жидкофазных реакционных процессов в проточных реакторах с мешалками тепловых процессов процессов ректификации бинарных и многокомпонентных смесей в тарельчатых колон-нах процессов физической абсорбции и хемосорбции в насадочных колоннах. [c.64]

Связная диаграмма процесса хемосорбции в насадочной колонне. Основой для построения связной диаграммы процесса хемосорбции в насадочной колонне служат особенности гидродинамической структуры потоков в колонне и кинетики массопереноса совместно с химической реакцией [19]. Будем считать, что гидродинамическая обстановка в насадочной колонне характеризуется поршневым режимом движения фаз. Такая структура потоков характерна, например, для процессов хемосорбции, проводимых в интенсивном гидродинамическом режиме (турбулентном или режиме эмульгирования) при отношении длины рабочей зоны колонны к ее диаметру, большем десяти. Итак, в качестве гидродинамической части диаграммы связи процесса хемосорбции будет использована связная диаграмма типовой структуры идеальное вытеснение (см. табл. 2.1). [c.165]

Таким образом, рассмотренные физико-химические предпосылки позволяют построить полную связную диаграмму процесса хемосорбции в насадочной колонне с учетом его зонной структуры (рис. 2.22). При необходимости эти локальные диаграммы могут быть развернуты в диаграммную сеть. [c.167]

Относительно хорошо изучена кинетика хемосорбции СОг и HiS водным раствором МЭА в на-садочных аппаратах. Расчеты высоты насадочных аппаратов с числовыми примерами хемосорбции одного компонента даны в работе [12]. [c.27]

Таким образом, динамика процесса абсорбции в насадочном аппарате в режиме идеального вытеснения без труда может быть описана с помощью формул, аналогичных уже полученным для противоточного теплообменника. Значительно сложнее исследовать динамику насадочного абсорбера в том случае, когда нельзя пренебречь продольным перемещиванием. При использовании одно-параметрической диффузионной модели абсорбер описывается уравнениями (1.2.30), (1.2.31) с граничными условиями (1.2.37) (считаем, что расходы по жидкости и газу постоянны). Как и раньше, будем полагать, что функция 0 (0 ) имеет линейный вид 0д = Г01. При этом функциональный оператор А, задаваемый с помощью уравнений (1.2.30), (1.2.31), граничных условий (1.2.37) и нулевых начальных условий будет линейным. Но поскольку уравнения математической модели являются уравнениями в частных производных второго порядка, исследовать этот линейный оператор очень трудно. С помощью применения преобразования Лапласа по t к уравнениям и граничным условиям можно получить выражение для передаточных функций. Однако они будут иметь столь сложный вид по переменной р, что окажутся практически бесполезными для описания динамических свойств объекта. Рассмотрим математическую модель насадочного абсорбера с учетом продольного перемешивания при некоторых упрощающих предположениях. Предположим, что целевой компонент хорошо растворяется в жидкости, и поэтому интенсивность процесса массообмена между жидкостью и газом пропорциональная концентрации целевого компонента в газе. В этих условиях можно считать 0 (0 ) 0. Физически такая ситуация реализуется, например, при хемосорбции, когда равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой фазе равна нулю. При 0а(0 ) = О уравнение (1.2.30) становится независим мым от уравнения (1.2.31), поскольку в (1.2.30) входит только функция 00 (л , t) При этом для получения решения о(а , t), системы достаточно решить одно уравнение (1.2.30) функцию QL x,t), после того как найдена функция можно найти [c.206]

Представляют определенный интерес некоторые упрощенные методы физического моделирования хемосорбционных процессов. Н. А. Гольдбергом и В. А. Кучерявым [216] предложен метод моделирования хемосорбционных насадочных колонн, основанный на выполнении следующих условий для объекта и модели 1) идентичность химических реакций 2) одинаковая степень приближения к предельному гидродинамическому режиму 3) равенство температур, давлений, начальных концентраций и степеней поглощения (превращения) передаваемого компонента и хемосорбента и, следовательно, равенство отношения весовых потоков газа и жидкости 4) между степенью поглощения при хемосорбции ф [c.165]

Таким образом, создав одинаковые гидродинамические условия для модельного и промышленного аппаратов, достаточно с целью определения провести опыт по хемосорбции только по модели. Зная и можно рассчитать скорость массопередачи для объекта. Для необратимой хемосорбции были получены удовлетворительные результаты при моделировании насадочных аппаратов небольшого диаметра. Метод Данквертса сравнительно прост и, по-видимому, может быть использован в частных случаях. Недостатки метода следующие [c.167]

Модель массопереноса в насадочном аппарате. На практике возможны различные варианты распределения фазовых сопротивлений. Наибольший интерес представляет случай, когда скорость массопередачи НгЗ контролируется диффузионным сопротивлением в газовой фазе, а скорость массопередачи СО2 — сопротивлением в обеих фазах. Рассматривая указанный случай для насадочного аппарата идеального вытеснения по газу и жидкости и учитывая, что кинетика хемосорбции СО2 раство- [c.187]

Железняк А. С., Броунштейн Б. И., Влияние пульсаций иа эффективность насадочных колонн в процессе экстракции продуктов нефтехимического синтеза, сб. Процессы жидкостной экстракции н хемосорбции . Труды П Всесоюзного совещания по жидкостной экстракции и хемосорбции, изд. Химия , 1965, стр. 115. [c.693]

Шапиро Л. П., Броунштейн Б. И., Исследование продольного перемешивания в насадочных пульсационных колоннах, сб. Процессы жидкостной экстракции и хемосорбции . Труды И Всесоюзного совещания по жидкостной экстракции и хемосорбции, изд. Химия , 1965, стр. 153. [c.707]

В данном разделе приведены математические модели процессов абсорбции, ректификации, экстракции и хемосорбции. Даны критериальные уравнения, позволяющие моделировать коэффициенты массопередачи для основных гидродинамических режимов процессов в насадочных колоннах. [c.38]

В зависимости от размеров аппарата, гидродинамических режимов его работы и степени продольного перемешивания расчет процесса хемосорбции в насадочной колонне проводится по одной из следующих идеализированных моделей [c.63]

Проектирование насадочных аппаратов для процессов хемосорбции ведется аналогично расчету обычных насадочных абсорберов для процессов физической абсорбции. При этом колонна рассматривается как объект с сосредоточенными параметрами с постоянным механизмом массообмена и соответствующим ему постоянным кинетическим коэффициентом, с той лишь разницей, что при хемосорбции этот коэффициент корректируется на некоторую величину. [c.215]

Выполненные исследования позволили предложить зонную математическую модель процесса хемосорбции в насадочном аппарате и наметить дальнейшие пути ее использования для интенсификации процесса и управления промышленными колоннами. [c.216]

При проведении процесса хемосорбции на насадочных колоннах повышение вязкости хемосорбционных растворов более чем до 15—20 сп нежелательно из-за возможности зависания раствора в колонне. Повышение температуры хемосорбции позволяет увеличить концентрацию Си+ в растворе до 150 г/л (раствор 2) при сохранении вязкости в указанных пределах. [c.30]

Книга представляет собой второе, переработанное издание монографии (первое издание вышло в 1966 г.у, в которой освещаются результаты важнейших работ в области теории и практики абсорбции. В ней изложены физико-химические основы и методы расчета типовых абсорбционных процессов (изотермическая и неизотермическая абсорбция, абсорбция летучими поглотителями, абсорбция из многокомпонентных смесей, хемосорбция, десорбция) описаны основные типы абсорберов (поверхностные, пленочные, насадочные, барботажные, распыливающие аппараты), рассмотрены схемы абсорбционных установок затронуты вопросы моделирования абсорберов. Заключительный раздел монографии посвящен примерам конкретных расчетов абсорбции кратко описано применение ЭВМ для анализа и расчета некоторых абсорбционных процессов. [c.4]

Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупно стью ескольких модулей. Например, насадочная колонна, в которой протекает неизотермический процесс хемосорбции, представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей межфаЗ(Ного массообмена, химического превращения, нагрева и смешения— разделения. Некоторые элементы ХТС могут [c.55]

Одной из причин возникновения конвективных токов являются продольные градиенты поверхностного натяжения, а также градиенты плотности, появляющиеся при протекании хемосорбции. Явление поверхностной конвекции было обнаружено (20, 22, 37—39] при поглощении СОа водными растворами МЭА, ДЭА и др. Поверхностная конвекция наблюдается в пленочных и насадочных аппаратах [20], в ламинарных струях жидкости [42] в барботажных аппаратах ее влияние на массопередачу сравнительно невелико. Из сказанного выше следует, что коэффициент физической массоотдачи Рж должен быть определен при протекании хемосорбционного процесса, т. е. в идентичных гидродинамических условиях. Если объектом исследования является поглощение СО2 хемосорбентом, то величину р удобно определять по методу [36, 37], заключающемуся в десорбции N30 из раствора хемосорбеита. Поскольку коэффициенты диффузии N20 и СОз близки, то близки между собой и [c.68]

Для проведения процессов хемосорбции, когда равновесное давление паров извлекаемого компонента над поглотителем близко к нулю, широко используются насадочные аппараты (см. 6.9). Однако в этом случае число теоретических ст шеней разделения близко к единице, поэтому противоток газа и жидкости не требуется. Как правило, для повьштения плотности орошения насадки организуется циркуляция хемосорбента. [c.41]

В настоящее время определились три подхода к созданию кинетического расчета и осуществлению моделирования хемосорбционных процессов. Первый из них заключается в использовании зависимостей, основанных на эмпирических коэффици ентах массопередачи. Однако, поскольку представления о кинетике процесса, привычные для чисто массообменных процессов, в данном случае не пригодны, экстраполяция эмпирических значений Кг о. связана со значительными погрешностями. Эмпирический подход не отражает физической сущности процесса и не может объяснить, например, сильную зависимость коэффициента массопередачи при хемосорбции от концентрации передаваемого компонента в газе в барботажных колоннах и в насадочных аппаратах. Так, в аппарате с седловидной насадкой изменение Лг только с 10 до 20% (об.) приводит при определенных условиях к снижению К/а приблизительно на 307о. Количественно уменьшение К/а зависит от области протекания химической реакции, однако использование эмпирических значений Кг а при экстраполяции в сторону больших Лг приведет к существенной ошибке. В то же время следует отметить значительно более слабый характер указанной зависимости в аппаратах пленочного типа. Поэтому если мы воспользуемся эмпирической зависимостью /Сг й(Лг), найденной, скажем, в опытах на барботажной колонне, для моделирования аппарата пленочного типа, то погрешность может быть велика, причем высота моделируемого аппарата может быть завышена и занижена в зависимости от направления экстраполяции. [c.164]

Рис. 6,6. Скорость хемосорбции СОо / водным (1, 4) и органическим (2,3) растворами МЭА при разных степенях карбонизации а [насадочная колонн.- диаметром 0,31 м высота слоя жидкости 4,2 М-, расход газа 100 м ч плотность оронления 26 м /(м -ч),- насадка металлическая диаметром 50 мм тем пература 45—55 °С Во = 3,28 кмоль/м- ] I, 2-А =Ю% (об.) 3, 4 — (об.)

На рис, 6.6 приведены опытные данные И. Г. Завелева (МИХМ) по скорости хемосорбции СОг водным и органическим растворами МЭА в насадочной колонне диаметром 0,31 м. Из рисунка видно, что в зависимости от параметров скорость процесса при замене воды М-метилпирролидоном может либо увеличиваться (например, при низком парциальном давлении СОг в газе), либо уменьшаться (при более высоких значениях Лг). Такое поведение кривых объясняется различной областью протекания химической реакции. [c.194]

На основе анализа кинетических закономерностей процесса предложен [248] способ очистки газов от диоксида углерода щелочными хемосорбентами, по которому извлечение СОг осуществляют в аппаратах с частично затопленной насадкой (абсорберы с регулируемым запасом жидкости). Верхняя часть насадочного аппарата работает в пленочном режиме или режиме подвисания. Нижняя часть аппарата, где процесс хемосорбции в значительной степени обратим и протекает в переходной области и области, близкой к кинетической, затапливается. Сопротивление зоны затопления измеряют специально установленным дифманометром ДМПК-ЮО. Вторичный прибор пневматически связан с клапаном на линии насыщенного раствора. Величину сопротивления, соответствующую заданной высоте затопления, устанавливают на вторичном приборе. Разработаны методики расчета гидравлических показателей аппаратов с затопленной насадкой [235, 236, 265]. В качестве варианта возможно использование рециркуляции жидкости [239]. [c.208]

В соответствии с предложенной в работе [1] классификацией по признаку массообмена рассмотрим случай совмещенного реакционно-сорбционно-ректификационного процесса. Примером такого процесса может служить описанный в [2] способ получения тетразтоксилана взаимодействием тетрахлорсилана с абсолютированным этанолом. Тет-рахлорсилан и этанол подавали в среднюю часть ректификационной насадочной колонны, работавшей в режиме полного флегмового орошения этанолом. Тетраэтоксисилан отбирали из куба колонны. В условиях ректификации реакционной смеси подаваемый в колонну тетрахлор-силан испарялся. Реакция протекала необратимо как в паровой фазе, так и в жидкой за счет хемосорбции тетрахлорсилана флегмовым потоком, состоявшим в основном из этанола. [c.122]

Отношение расходов жидкости и газа может оказывать влияние на продольное перемешивание газовой фазы в насадочных аппаратах (стр. 71). В насадочных аппаратах смачивается не вся геометрическая поверхность насадки и не вся смоченная поверхность см. эффективна ( эФФ.)- На примере насадки Ox Q мм и близких к ней по размеру показано 6 128,129 отношение эФф./ о Для физической абсорбции значительно меньше отношения для процесса хемосорбции в кинетической области. Значения эфф./ао для абсорбции двуокиси углерода различными хемосорбентами (МЭА КОН К2СО3, смесью МЭА и К2СО3) в кинетической области примерно совпадают [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология