Барботажные колонны массопередача

Заполнение колонны неупорядоченной насадкой не приводит к значительному изменению скорости массопереноса в сплошной фазе. При расчете коэффициентов массопередачи в сплошной фазе применительно к колоннам с крупной насадкой удовлетворительные результаты дает использование формул, которые были получены для расчета массопереноса в распылительных и барботажных колоннах. [c.269]

Существенного влияния скорости жидкости на массопередачу в пустотелых барботажных колоннах не обнаружено. [c.73]

Удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных значений коэффициентов ускорения массопередачи отмечается также в работе [97], здесь экспериментальные измерения скорости поглощения СО2 и НгЗ водным раствором МЭА в ламинарной струе и в аппарате с мешалкой сопоставлены с результатами численного решения [86]. В работе [98] исследована совместная абсорбция аммиака и диоксида углерода водой и водными растворами МЭА и ДЭА. Адекватность теоретических решений подтверждена экспериментальными измерениями в барботажной колонне диаметром 50 мм. Результаты экспериментальных и теоретических исследований по селектив- [c.90]

Скорость фаз. Скорость жидкости влияет на эффективность массопередачи через Зависимость от Юж носит степенной характер, причем максимальная интенсификация может быть достигнута в области мгновенной химической реакции. При переходе в область реакции псевдопервого порядка влияние скорости жидкости уменьшается. Скорость газа оказывает заметное влияние на поверхность контакта фаз, что приводит к сильной зависимости К а от скорости газа, например, в насадочных колоннах в режиме подвисания жидкости или в барботажных колоннах, особенно при умеренных скоростях газа (см. рис. 6.3). [c.199]

Высота колонны зависит от скорости процесса массопередачи и определяется несколькими способами. Для барботажных колонн применяются в основном два способа. [c.122]

Когда механизм массопередачи в полой колонне определяется лимитирующим сопротивлением дисперсной фазы, процесс имеет в общем случае нестационарный характер, что подтверждается рядом экспериментов [И, 30—33]. Это в значительной мере определяет низкую эффективность массо- и теплообмена между фазами в барботажных и распылительных колоннах. [c.248]

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Эти зависимости были положены в основу определения ко-э4)фициентов массоотдачи и р у. Накоплен большой экспериментальный материал о работе различных контактных устройств - пленочных, насадочных и барботажных тарельчатых колонн с использованием смесей различного класса. Как правило, данные получены в области средних концентраций в режиме полного орошения. При этом было отмечено, что зависимость коэффициента массопередачи монотонно возрастает. [c.137]

Высота аппаратов со ступенчатым контактом. Высоту аппаратов этого типа, в частности тарельчатых колонн, иногда выражают через объемный коэффициент массопередачи, согласно уравнению (Х,77) или (Х,77а). В барботажных аппаратах величина Ку должна рассчитываться на единицу объема слоя пены или эмульсии, в котором происходит в основном массообмен. Однако ввиду трудности определения объема подвижной пены коэффициенты массопередачи относят к единице рабочей площади тарелки. Эти коэффициенты массопередачи, обозначаемые через Кз, связаны с коэффициентами массопередачи Ку и Ку (например, прн расчете по фазе Ф ) соотношением [c.424]

Высота абсорберов. При расчете высоты тарельчатой части абсорбера (т. е. расстояния между верхней и нижней тарелками) по уравнению массопередачи коэффициенты массопередачи определяют по уравнению аддитивности фазовых сопротивлений (см. гл. 15). Следует отметить, что эти коэффициенты и отнесены к поверхности массопередачи, которую в тарельчатых колоннах можно достаточно приближенно определить, как правило, для первого гидродинамического режима - барботажного при скоростях газа, не превышающих скорость свободного всплывания пузырьков. [c.90]

Для насадочных колонн аналогичный анализ приведенных в табл. 3.1 уравнений дает основание считать наиболее надежными расчетными зависимостями для массопередачи в газовой фазе уравнение Жаворонкова, Гильденблата, Рамма [41] и в жидкой фазе — уравнение Гриневича и Большакова [39]. Значительное влияние силы тяжести по уравнению Онда и др. [42], такое же, как и в барботажном слое при свободном всплытии пузырей [27], едва ли возможно. [c.96]

Значительно меньше изучены продольное перемешивание газа в барботажном, или дисперсном газожидкостном слое, а также поперечная турбулентная диффузия в газе и жидкости. Поэто 1у при расчете массопередачи в дисперсных системах в настоящее время принимается движение газа в режиме идеального вытеснения. Однако экспериментальные исследования [47] гидродинамической структуры потока газа в высоком барботажном слое, выполненные в колонне диаметром 300 мм с перфорированным листом, имеющим отверстия диаметром 1 мм при высоте слоя 5 м и скоростях газа, изменяющихся в пределах от 0,1 до 0,01 м/с, показали, что степень продольного перемешивания газа достаточно велика — коэффициенты продольного перемешивания оказались всего лишь в 3—5 раз меньше коэффициентов продольного перемешивания жидкости, при этом критерий Ре при увеличении скорости газа, сначала уменьшался, а затем мало изменялся, принимая значения Ре 8. [c.152]

В результате исследования [561 было показано, что аппарат устойчиво работал при изменении скорости газа в кольцевом сечении между цилиндром-распределителем и цилиндром-сепаратором Wx = 1,8 -f-7,7 м/сек. Нагрузка по жидкости изменялась в пределах 0,84 — 8,33 кг/м -сек. При этом унос жидкости не наблюдался. Потеря напора не превосходит потери напора барботажных аппаратов. Объемный коэффициент массопередачи в 5—6 раз выше объемных коэффициентов массопередачи насадочных колонн. Описанное контактное устройство имеет существенное преимущество перед аппаратом Киршбаума и Штора, так как в нем достигается вращательное движение потока пара, способствующее усилению массообмена. [c.140]

Рис. 1-125. Сравнение коэффициентов массопередачи при абсорбции двуокиси углерода в барботажных и насадочных колоннах

При наличии неполного продольного перемешивания жидкости, уноса, поперечной неравномерности потоков в условиях полного перемешивания жидкости по высоте вспененного слоя (главным образом для низких барботажных слоев), а также при заметном перемешивании пара в сепарационном пространстве колонны и отсутствии провала жидкости расчетные уравнения эффективности массопередачи имеют следующий вид [c.96]

Предсказываемая соотношением (20.150) линейная зависимость между величинами в . и (D abY при заданных гидродинамических условиях подтверждается многочисленными экспериментальными данными о массопередаче, лимитируемой сопротивлением жидкой фазы, в самых разнообразных системах жидкость — газ, встречающихся в химической технологии. Сюда относятся, например, колонны с орошаемыми стенками небольшой высоты, насадочные колонны, некоторые типы барботажных слоев (см. пример 16-5). Необходимо подчеркнуть, что линейная зависимость коэффициента массоотдачи от корня квадратного из коэффициента молекулярной диффузии теоретически справедлива лишь для систем, в которых профиль скоростей внутри жидкой фазы можно считать приблизительно плоским во всех точках области, где происходит диффузия. В случае существенно неоднородных профилей зависимость в ., ок от D ab становится иной (см. задачу 16-10 о растворении твердой стенки в ламинарной стекающей пленке). [c.607]

Удельная поверхность контакта фаз существенно зависит от гидродинамического режима в аппарате, т. е. от интенсивности перемешивания. Так, в аппарате с мешалкой (если он снабжен так называемыми отражательными перегородками, препятствующими вращению жидкости в целом) поверхность контакта фаз при прочих равных условиях пропорциональна числу оборотов мешалки в третьей степени. В барботажных аппаратах поверхность зависит от линейной скорости газа в свободном сечении колонны при небольшом ее значении поверхность контакта фаз растет примерно пропорционально линейной скорости газа, но затем рост замедляется. Из этого очевидно, что и объемная скорость массопередачи зависит от гидродинамических условий в аппарате, определяющих возможность интенсификации процессов. [c.248]

Реакция озонирования циклододецена (первого порядка по цик-лододецену) имеет очень большую константу скорости /Ср 10 с , что приводит к чисто диффузионному механизму протекания процесса в барботажной колонне. Необходимая высота реактора может быть вычислена по скорости массопередачи, осложненной химической реакцией. Так как скорость химического взаимодействия очень велика, то для расчета можно использовать формулу (12.95) [c.310]

Барботажные колонны работают интенсивнее башен с насадками, но создают значительное гидравлическое сопротивление потоку газа, поэтому применяются реже башен с насадками. Для абсорбции и нагревания применяются колонны и одноступенчатые барботеры. Последние представляют собой емкости, содержащие жидкость, в которую погружены колокола или трубы. Газ или пар поступает внутрь колоколов или труб и пробулькивает через слой жидкости. Площадь соприкосновения в аппаратах первого, второго и третьего типов сохраняется лишь при сравнительно спокойном прохождении газа. В. В. Кафаров, П. А. Семенов и другие ученые доказали, что при иоступлении газа с больщой скоростью поверхность пленок становится не гладкой, а волнообразной, сферическая форма капель и пузырьков газа также нарушается происходит взаимное проникновение фаз через граничные плепкн. Протекает интенсивная турбулентная массопередача, при которой трудно учесть площадь соприкосновения. [c.75]

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]

При более широкой трактовке этого вопроса встает проблема смешения фаз, которая может быть и не связана ни с какой формой механического перемешивания. Широко известным примером массопередачи этого типа является ректификационная колонна, причем если при работе с небольшими лабораторными колонками па смешение пузырьков пара с жидкостью можно смотреть как на что-то само собой разумеющееся (причем чаще всего так и бывает), то с увеличением диаметра колонны для смешения могут потребоваться специальные устройства типа ситчатых тарелок. То же самое можно сказать о барботажных колоннах и реакторах с кипяхцим слоем. [c.201]

В нашем предыдущем сообщении на примере быстрой необратимой реакции второго порядка СО2 и NaOH было рассмотрено уравнение для расчета скорости хемосорбции в тарельчатых барботажных колоннах. В этом случае основное сопротивление передаче вещества обусловлено химическим взаимодействием поглощаемого компонента и жидкости. На примере более сложного случая абсорбции SO2 растворами NaOH и КОН исследован процесс массопередачи, когда общее сопротивление переходу вещества обусловлено сопротивлением газовой фазы и химическим взаимодействием SO2 с активной частью поглотителя. [c.97]

Опубликованные сведения о массопередаче в барботажных колоннах немногочисленны. Большинство экспериментальных исследований выполнялись в колоннах диаметром 15 см или менее. В ранней статье Шульмана и Молстада [104] описана работа небольших колонн и представлены хорошие фотографии скоплений пузырьков. Опыты проводились в колоннах диаметрами 5 и 10 см с распределителем газа в виде пористой пластины при нисходящем течении жидкости со скоростями, достигавшими 195 ООО кг/(м -ч). Было найдено, что в случае десорбции диоксида углерода из воды НТЩоь составляет от 0,15 до 0,76 м, увеличивается линейно с возрастанием но по существу не определяется скоростью подачи газа при высоких значениях О [>171 до 269 кг/(м -ч)[. Бролик, Фэйр и Лернер [7] окисляли сульфит в барботажных колоннах диаметрами 7,6, 10,2 и 15,2 см при скоростях газа 465 кг/(м -ч) или 0,34 м/с, используя распределитель с одним отверстием. [c.662]

Интенсификация процесса массопередачи при ректификации и абсорбции с использованием поверхостно - активных веществ на борботажных контактных устройствах описана в работе [66]. Для целенаправленного использования ПАВ с целью интенсификации массопередачи необходимо знание удельного вклада влияние каждой составляющей на кинетические коэффициенты в абсорбционных и ректификационных процессах протекающих в колоннах с барботажными тарелками. С целью выявления трех составляющих действия ПАВ на поток распределяемого компонента был проведен комплекс исследований представленный в данной статье. Целенаправленное использование ПАВ (в пределах ПДК) для интенсификации процессов абсорбции и ректификации позволяет снизить энергозатраты на действующих промышленных аппаратах или уменьшить капитальные вложения на стадии проектирования. По данным настоящей работы, используется ПАВ а разделяемых смесях, аналогичных экспериментальным, что приводит к снижению энергозатрат на 12 - 23 %, и уменьшению капитальных затрат на 16 [c.110]

Опытных данных о коэффициентах массопередачи при барботаже имеется весьма мало. По В. И. Далю и М. А. Виткиной при абсорбции аммиака водой в колоннах барботажного типа коэффициент массопередачи определяется из формулы [c.603]

Кинетический расчет массообменных аппаратов относится к числу наиболее сложных вопросов теории и практики диффузионной кинетики гетерогенных процессов. Сложность указанной проблемы объясняется в первую очередь поливариантностью системы газ — жидкость развитом барботажном слое на контактных устройствах колонных аппаратов и большим количеством факторов, влияюших на процесс массопередачи. [c.93]

В химической промышленности для проведения процессов с газо-жидкостными системами часто применяют полые колонные барботажные реакторы. В случаях, когда большое количество жидкости реагирует с небольшим количеством газа, а также когда определяющей является скорость массопередачи, возникает ряд трудностей при проведении процесса газ распределяется в слое жидкости неравномерно, поверхность контакта фаз мала. В полых реакторах происходит интенсивное продольное перемешиванпе жидкости по высоте реактора, что способствует выравниванию концентраций по высоте аппарата [c.106]

Широко применяемые в газоперерабатывающей промышленности колпачковые, клапанные и ситчатые тарелки по своей гидродинамической характеристике относятся к барботажным. В таких аппаратах допустимая скорость газовой (паровой) фазы ограничивается уносом жидкости ка выше расположенную тарелк у и составляет 1,0--1,6 м/с при атмосферном давлении и 0,1—0,75 ад/с— при повышенном давлении (расстояние между тарелками равно 400—600 мм). Эффективность разделения в таких аппаратах зависит от дисперсности жидкой фазы, которая достигается повышением скорости газового потока. Однако с увеличением скорости газа повышается унос жидкости, снижается концентрация жидкой фазы на вышерасположенной ступени, уменьшается движущая сила процесса. К недостаткам тарелок барботажного типа следует отнести также неравномерность работы, связанную с тем, что газ стремится пройти в те отверстия тарелки, над которыми уровень жидкости минимален. С увеличением диаметра колонны неравномерность работы оказывает все возрастающее влияние. Кроме того, на тарелке происходит продольное и поперечное перемешивание жидкости, снижающее эффективность массопередачи в аппарате. [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология