Абсорбция в неподвижном слое

Проблема скорости массопередачи в неподвижном слое широко исследовалась первоначально в области абсорбции, адсорбции, дистилляции и экстракции. В реакционных системах твердые гранулы обычно имеют меньшие размеры, чем частицы твердых веществ в упомянутых физических процессах, но аналогичные соотношения, по-видимому, применимы и здесь. Псевдоожиженный слой используется в таких физических процессах, как осушка газов или фракционированная адсорбция углеводородов, но его главное применение—в каталитических реакциях. [c.283]

Массообменные процессы весьма многообразны. Они отличаются агрегатным состоянием взаимодействующих фаз, характером их движения в аппарате, наличием параллельно протекающих процессов теплообмена. Этим обусловлено большое разнообразие применяемых на практике конструкций массообменных аппаратов. В той или иной степени различаются и методы их расчета. Рассмотрим наиболее распространенные в технике массообменные процессы непрерывные процессы абсорбции и жидкостной экстракции в противоточных аппаратах непрерывную ректификацию бинарных систем периодические процессы с участием неподвижного слоя твердой фазы. [c.42]

Массообменные процессы, широко используемые для очистки веществ и разделения смесей, весьма многообразны. Они различаются агрегатным состоянием взаимодействующих фаз, характером их движения в аппарате, наличием параллельно протекающих процессов теплообмена. Этим обусловлено большое разнообразие применяемых на практике массообменных аппаратов. В той или иной степени различаются и методы их расчета. В данной (лаве рассмотрены наиболее распространенные массообменные процессы абсорбция, десорбция и жидкостная экстракция в иротивоточных колоннах, непрерывная ректификация бинарных и многокомпонентных систем, периодическая адсорбция в аппаратах с неподвижным слоем сорбента. [c.87]

Работу такой адсорбционной установки можно сравнить с работой наса-дочного абсорбера, в котором абсорбентом служит неподвижная жидкость, образующая пленку на поверхности насадки. В любой момент времени между точками входа п выхода н такой аппарат существует градиент концентраций адсорбированного компонента в газовой и твердой фазах. Как и для обычных абсорберов, наклон кривой, изображающей градиент концентраций, характеризует коэффициент массопередачи и, как и следовало ожидать, этот коэффициент зависит от таких факторов, как скорость газа и размер насадки насадкой в этом случае служит сам адсорбент. В отличие от противоточного процесса жидкостной абсорбции, при котором в колонне вследствие непрерывного введения регенерированного раствора с верха колонны и отбора насыщенного раствора с низа поддерживается постоянный градиент концентраций, градиент концентрации в слое адсорбента смещается к выходному отверстию для газового потока, так как адсорбируемый компонент поглощается и удерживается в слое адсорбента. Неустановившийся характер процесса значительно усложняет математический анализ и расчет адсорберов с неподвижным слоем адсорбента. [c.17]

Изотермический режим аппаратов КС позволяет (как показано в главе II) не только повысить интенсивность их работы по сравнению с полочными аппаратами с неподвижным катализатором при равном количестве слоев, но и подавать газ при температурах много ниже температуры зажигания катализатора, что, в свою очередь, дает возможность перерабатывать высококонцентрированные газы при достижении х 0,7 в первом слое катализатора. Опыты и расчеты [110, 180, 187] показали, что при постоянном соотношении О2 ЗОз интенсивность работы катализатора растет почти пропорционально концентрации 302 в газе нри повышении последней от 7 (в обычных газах) до 60% (объемн.) при переработке концентрированных металлургических газов с применением технического кислорода. При этом производительность всей очистной аппаратуры повышается пропорционально концентрации газа и снижается расход электроэнергии на перекачивание газовой смеси. Сильно интенсифицируется абсорбция серного ангидрида, возникает возможность его конденсации или же получения высококонцентрированного олеума непосредственно из контактных газов. Интенсивность работы катализатора и срок его службы возрастают также вследствие снятия местных перегревов и переохлаждений контактной массы, столь характерных для неподвижного слоя, особенно при слеживании и спекании гранул в виде кусков и корок на поверхности слоев и у теплообменных поверхностей. [c.122]

В обоих случаях, называемых обычно сорбцией , концентрация жидкой и твердой фаз в слое зависит как от местоположения рассматриваемой точки, так и от времени. На практике стационарное состояние никогда не обеспечивается, так как слой теряет свою сорбционную способность, и поток питания после достижения равновесия проходит через него без изменения состава. Таким образом, расчет аппаратов с неподвижным слоем математически представляется более трудным, чем расчет оборудования для непрерывной стационарной абсорбции или дистилляции. Тем не менее, имеется довольно полная теория процессов, протекающих в неподвижном слое. В данной теории как и в теории стационарных процессов предполагается, что фазовые равновесия и скорости массопередачи известны. Задача настоящего раздела заключается в изложении подобной информации и в иллюстрации того, как указанную теорию можно использовать в типовых расчетах. [c.565]

Рис. 10.4. Графическое решение задач абсорбции (а) и десорбции (б) в неподвижном слое с применением равновесной изотермы Лэнгмюра

Осушка воздуха на НПЗ осуществляется адсорбционным методом, Другие методы (охлаждение, абсорбция, хемосорбция) используются редко. Адсорбционный метод позволяет добиться очень низкого остаточного влагосодержания воздуха (соответствующего температуре точки росы минус 70 °С и ниже). Для осушки сжатого воздуха применяются силикагель, активный оксид алюминия, цеолиты. Адсорбционная осушка воздуха осуществляется как циклический процесс на неподвижном слое адсорбента. В системах осушки имеется два и более адсорбера. Когда в одном из них проводится осушка воздуха, в другом регенерируется адсорбент. [c.379]

Осн. работы посвящены методам разделения смесей — газовой абсорбции, жидкостной экстракции и выпариванию. Осуществил (конец 1930-х) классические расчеты процессов массопередачи и захлебывания в абсорбционных башнях с насадкой. Изучил механизм массопередачи между двумя фазами. Провел одно из первых исследований вихревой диффузии в турбулентных газовых потоках, создал безнасадочные аппараты для изучения массопередачи в пограничных слоях (как для систем, в которых протекает хим, р-ция, так и для систем без нее). Экспериментально исследовал массо-передачу между поверхностью и сверхзвуковым потоком газа, а также процессы сублимации при очень низких давлениях. Создал основы для применения теории массопередачи в различных обл, хим, технологии, включая абсорбционное охлаждение. Участвовал в создании первых кондиционеров для охлаждения воздуха. Разработал пром. каталитические процессы, в которых реагенты диффундируют через пористые гранулы катализатора, находящегося в неподвижном слое, [c.502]

В первоначальном варианте, предложенном Хигби постулировалось следующее положение каждый элемент поверхности соприкасается с газом перед заменой жидкостью основного состава в течение одного и того же промежутка времени 9. За это время элемент жидкости абсорбирует единицей своей поверхности одно и то же количество Q газа, соответствующее условиям неподвижности жидкости и бесконечности ее глубины. Поэтому средняя скорость абсорбции составляет Q/0. Эту величину можн о рассматривать и как скорость абсорбции отнесенную к единице площади и усредненную по поверхности раздела фаз на таком представительном участке абсорбционного аппарата (работающего в установившихся условиях), на котором состав основной массы жидкости статистически однороден. В качестве примера может быть взят, скажем, небольшой по объему, но представительный элементарный слой насадочной колонны. [c.104]

На процесс адсорбции оказывают существенное влияние температура, давление и ряд других факторов. С повышением температуры активность адсорбента снижается. При снижении температуры процесс адсорбции улучшается. Оптимальной температурой адсорбции считается 20—25° С. С повышением давления облегчается доступ молекул гаЗа в поры адсорбента, увеличивается концентрация углеводородов в единице объема газа и тем самым повышается степень извлечения компонентов из газовой смеси. Адсорбцию проводят при давлении 4—6 ат. Адсорбция углеводородных газов зависит от химического и фракционного состава и молекулярного веса компонентов. Олефиновые углеводороды при прочих равных условиях адсорбируются лучше, чем парафиновые. Высокомолекулярные углеводороды одного и того же ряда адсорбируются более активно и вытесняют ранее адсорбированные низкомолекулярны соединения. Адсорбцию проводят как в адсорберах периодического действия с неподвижным (стационарным) слоем зерненого поглотителя, так и в адсорберах с непрерывно движущимся слоем адсорбента. В последних газовую смесь пропускают через аппарат до полного насыщения адсорбента, после чего газовую смесь переводят для поглощения в адсорбер со стационарным слоем, а в первом производят десорбцию поглощенных углеводородов перегретым до 250° С водяным паром. Отогнанные углеводороды конденсируются, отделяются от воды и, так же как при абсорбции, подвергаются ректификации. После отгонки углеводородов адсорбент сушат и охлаждают, пропуская через него сухой газ, выходящий из работающего адсорбера. Продолжительность работы адсорбера на стадии поглощения газов 45—60 мин. В начале поглощения температура адсорбента 50° С, а к концу процесса температура в связи с выделением тепла адсорбции поднимается до 70° С. [c.216]

В книге рассмотрены важнейшие понятия химической кинетики. Изложены основы теории реакторов различных типов (периодического и непрерывного действия, колонных каскадов). Описаны реакторы с твердой фазой (неподвижным и псевдоожиженным слоем катализатора). Рассмотрены случаи протекания в аппаратах реакций, сопровождаемых абсорбцией и экстракцией. Приведены методы расчета реакторов с мешалками (аппараты идеального смешения) и трубчатых реакторов (аппараты идеального вытеснения). Даны сравнение реакторных установок и рекомендации по выбору реакторов. Во втором издании книги (первое издание вышло в 1968 г.) более подробно рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации реакторов. [c.4]

Пример 3.4. Абсорбция из газового пузырька, растущего в жидкости. Газовый пузырек растет на верхнем срезе насадка, погруженного в неподвижную жидкость, причем чистый газ подается в насадок с постоянной объемной скоростью. Абсорбция в жидкость происходит одновременно с увеличением объема пузырька. Необходимо вывести приближенное выражение для скорости диффузии в жидкость в виде функции времени роста пузырька при умеренной растворимости газа. В данном случае принимается, что количество растворенного газа оказывает пренебрежимо малое влияние на изменение объема растущего пузырька. Можно также допустить, что сопротивление диффузии ограничивается тонкой пленкой жидкости, окружающей увеличивающийся пузырек толщина такого слоя очень мала по сравнению с радиусом пузырька. [c.88]

Технологический процесс получения винилхлорнда (С2Н3С1) основан на гидрохлорировании ацетилена в неподвижном слое катализатора (активного угля), пропитанного сулемой. Процесс делится на следующие стадии осушка ацетилена, гидрохлорирование ацетилена, очистка реакционного газа, осушка реакционного газа, ректификация и конденсация винилхлорнда и абсорбция ви-нилхлорида из абгазов. [c.67]

W е Ь е г О. W., М i 1 1 е г I. F., G г е g о г Н. Р., Ат. Inst. hem. Eng. J., 16, 609, (1970). Абсорбция двуокиси углерода слабоосновными ионообменными смолами (в неподвижном слое смоченных гранул). [c.290]

Математически строгий расчет реакторов с неподвижным слоем катализатора связан с серьезными трудностями и дополнительно осложняется необходимостью учитывать протекание химических реакций, сопровождающих абсорбцию. Обычно считают, что в присутствии твердых катализаторов реакции в газовой фазе протекают на поверхности этих катализаторов, на так называемых активных центрах . Поэтому активность катализатора связывают с числом активных центров на единицу новерхности и общей поверхностью катализатора. Поэтому не уд 1вительно, что многие адсорбенты (например, сили <агель и активированный уголь) об 1аруживают одновременно заметную каталитическую активность. [c.18]

А. Определить коэффициент абсорбции фтористого водорода 3---5% раствором ЫагСОз в аппарате ВН с двумя слоями насадки производительностью 100 000 м/ч при условии, что концентрация фтористого водорода на входе и выходе, соответственно, 0,1 и 0,002 г/м температура газа на входе 70 °С, на выходе — 20°С диаметр аппарата 2,5 м. Высота неподвижного слоя насадки на каждой опорной решетке Нет = 0,3 м. [c.240]

Математически строгий расчет реакторов с неподвижным слоем катализатора связан с серьезными трудностями, встречающидп1ся ири расчете адсорберов, и дополнительно осложняется необходимостью учитывать протекание химических реакций, сопровождающих абсорбцию. Обычно считают, что в присутствии твердых катализаторов реакции в газовой фазе фактически протекают па поверхности этих катализаторов. При этом принимают что такие реакции протекают на определенных участках поверхности, так называемых активных центрах . Поэтому активность катализатора свя.л, -вают с числом активных центров на единицу новерхности и общей поверхностью катализатора. В связи с этим пе удивительно, что многие адсорбенты (например, силикагель и активированный уголь) обнаруживают одновременно заметную каталитическую активность. [c.18]

Ru kensteinE., Сап. J. hem. Eng., 49, 62 (1971). Массоперенос (при абсорбции) в горизонтальный слой неподвижной жидкости при наличии нестабильности поверхности (под действием эффекта Марангони). [c.288]

Тепло-массообмен исследовали в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем квадратного поперечного сечения 305 X 305 мм, заполненным полыми поли-этиленовымп шариками в качестве ожижающих агентов использовали воздух и воду. Было замечено, что в процессе абсорбции аммиака из смеси с воздухом высота единицы переноса (ВЕП) уменьшается с повышением расхода жидкости, но увеличивается с возрастанием расхода газа. Кроме того, отмечали падение ВЕП при уменьшении статической высоты слоя. Сравнение данных по абсорбции аммиака в аппаратах с неподвижной насадкой и с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем показало, что последние более эффективны. [c.678]

Первоначально Ф.-х. г. изучала тепло- и массоперенос при конвективном движении среды, сопровождающий прохождение электрич. тока в р-рах электролитов, абсорбцию и экстракцию при движении капель, пузырьков газа, твердых частиц и тонких жнпких пленок исследовалось также влияние ПАВ на волновое движение и массоперенос на пов-сти жидкости и т. п. В подобных системах вблизи межфазной фаницы образуется гвдродинамич. пофаничный слой Зд, скорость течения внутри к-рого постепенно меняется от скорости движения одной фазы (И)) до скорости движения др. фазы ( з). Толщина слоя 5о и картина течения внутри него помимо скоростей и, и 2 зависят от вязкости и плотности движущихся фаз, типа течения и др. характеристик контактирующих сред. Напр., вблизи неподвижной твердой стенки, обтекаемой потоком жидкости, внутри пофаничного слоя скорость жидкости постепенно нарастает от нуля у твердой стенки до скорости потока и. Если в жидкости содержится к.-л. активный компонент А, участвующий в гетерогенных превращениях или адсорбирующийся на твердой стенке, концентрация этого компонента меняется от значения на стенке до в потоке, что создает внутри жидкости диффузионный пограничный слой (толщина 5 ). Перенос компонента А в диффузионном слое 5, вблизи межфазной фаницы осуществляется пзтем конвективной диффузии в поле постепенно ускоряющейся жидкости. Расчет скорости массообмена в описанных условиях составляет одну из типичных задач Ф.-х. г. [c.89]

Если неподвижная фаза - твердое тело, на пов-сть к-рого нанесена в форме тонкого слоя неподвижная жидкая фаза (НЖФ), уцерживание определяется как абсорбцией разделяемых соед. слоем НЖФ, так и их адсорбцией пов-стями раздела подвижная фаза - НЖФ и НЖФ - твердое тело. Для качеств, характеристики хроматофафируемых соед. преим. применяют относит, величины удерживания, поскольку эти величины в меньщей мере, чем абс. величины, зависят от условий эксперимента. [c.315]

Вопрос о том, может ли граница раздела фаз оказывать дополнительное сопротивление массопереносу, неоднократно обсуждался в литературе [36—40]. Обзор Брауна [41] почти полностью посвящен влиянию поверхностно-активных веществ на скорость переноса вещества через межфазную границу. Хотя механизм влияния ПАВ на скорость массопередачи остается до конца не выясненным, тем не менее большинство исследователей приходит к выводу, что дей- i ствие ПАВ заключается в изменении гидродинамической остановки возле границы раздела фаз, т. е. способствует уменьшению коэффициентов массоотдачи. Последнее проявляется как дополнительное сопротивление массопередаче, но ничего общего с сопротивлением межфазной границы не имеет. Если это действительно так, то ПАВ не должны оказывать влияния на кинетику массопередачи в непере-мешиваемых двухфазных системах. Однако Витакер и Пигфорд [42] обнаружили сопротивление межфазной границы при абсорбции SO неподвижной водной фазой и отнесли его за счет присутствия поверхностно-активного хромотропного индикатора. Одним из возможных объяснений механизма влияния этого ПАВ, по мнению авторов, является образование электрических слоев на границе раздела фаз, оказывающих тормозящее действие переносу вещества. Вопрос о механизме этого торможения остался неясным. [c.386]

Водная абсорбция фторидных газов практически сводится к поглощению туманообразной Н251Рв, образовавшейся в результате гидролиза 51р4. На суперфосфатных заводах ее обычно проводят в две-три ступени. Сначала газ промывают в механических абсорберах — горизонтальных секционированных емкостях (камерах) с разбрызгивающими валками, где улавливается до 90 % фтора, затем в полых башнях, где поглощается остальная часть фторидных соединений. Нижняя часть башни выполнена из кислотоупорного бетона и служит приемником для фторокремниевой кислоты. Башни орошают водой, и образовавшийся здесь слабый раствор НгЗ подают в механические абсорберы они стальные, гуммированные или футерованные кислотоупорными плитками по слою изобутилена или асбестового картона на кислотоупорном цементе. Применения абсорберов с неподвижной насадкой в данном случае избегают из-за возможности забивки ее гелем 5102-л НаО. [c.166]

Легкие углеводороды выделяют различными методами фракционной конденсацией в сочетании с ректификацией и абсорбцией ректификацией сорбцией селективными жидкими поглотителями (абсорбция)сорбцией неподвижным, кипящим и движущимся слоями твердого поглотителя экстрактивной и азеотропной ди-стилляцией . [c.100]

Проведенные нами предварительные опыты имели целью воспроизвести опубликованные данные по интенсивности и эффективности рассматриваемого способа контакта фаз. Первоначально был использован цилиндрический аппарат с внутренним диаметром 96 мм и высотой зоны между решетками 500 мм, в которую был помещен слой полиэтиленовых шаров диаметром 16 мм и удельным весом 250 и 500 кг/м . Для исследования [6] был выбран процесс абсорбции брома из бромовоздушной смеси щелочью и растворами бромидов железа (выбор бромида железа обусловлен образованием осадков, обычно забивающих неподвижную насадку промышленных колонн, что требует частой остановки оборудования и чистки насадки ). Было показано, что при скорости газа 2,5 м/сек и плотностях орошения 1—И м /м -ч степень извлечения брома практически не зависит от плотности орошения, концентрации активного начала сорбента и концентрации брома в воздухе она уменьшается с увеличением удельного веса шаров (очевидно, в связи с меньшим расширением слоя при равных скоростях газового потока) и возрастает с ув ичением статической высоты слоя насадки. Так, при изменении Аслёдней от 45 до 185 мм (фиг. 2) степень извлечения брома BoJpa Ta T от 63 до 90% при извлечении его щелочью и от 50 до 80% при ёУо извлечении бромидами железа. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология