Массообмен в системах жидкость—жидкость

Экспериментальному изучению массообмена в системах жидкость -жидкость в случае лимитирующего сопротивления сплошной фазы посвящено большое количество экспериментальных исследований [257, 301, 302]. При отсутствии ПАВ массообмен в капли удовлетворительно описывается уравнением Буссинеска — Хигби (4.16) в интервале 10 < [c.203]

Экстракция в системах жидкость—жидкость представляет собой массообменный процесс, протекающий с участием двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидких фаз, между которыми распределяется экстрагируемое вещество (или несколько веществ). Так, например, очистку сточных вод производят экстракцией бутилацетатом, в который предпочтительно переходят одноатомные и многоатомные фенолы. [c.520]

В основу классификации массообменных аппаратов положен принцип образования межфазной пов-сти 1) аппараты с фиксированной пов-стью фазового контакта к этому типу относятся иасадочные и пленочные аппараты, а также аппараты (для сушки, с псевдоожижением), в к-рых осуществляется взаимод, газа (жидкости) с твердой фазой 2) аппараты с пов-стью контакта, образуемой в процессе движения потоков среди аппаратов этого типа наиб, распространены тарельчатые, для к-рых характерно дискретное взаимод. фаз по высоте аппарата к этому классу следует также отнести иасадочные колонны, работающие в режиме эмульгирования фаз, и аппараты, в к-рых осуществляется М. в системе жидкость-жидкость (экстракция) 3) аппараты с внеш. подводом энергии - аппараты с мешалками (см. Перемешивание), пульсационные аппараты, вибрационные (см. Вибрационная техника), роторные аппараты и др. [c.658]

Если массообмен происходит в дисперсной системе жидкость — жидкость, то так обозначать рассматриваемые величины нельзя и следует оперировать индексами г (дисперсная фаза) и с (сплошная фаза) и т. д. [c.306]

Массообмен в системах жидкость — жидкость имеет место в процессах экстракции. Экстракция особенно распространена в нефтехимической, коксохимической, пищевой и фармацевтической промышленностях, а также в атомной энергетике. [c.320]

Адсорбция в аппаратах непрерывного действия с псевдоожиженным слоем. Отличительной особенностью аппарата для непрерывной адсорбции в псевдоожиженном слое по сравнению с аппаратом периодического действия является большая производительность. Как показано в монографии [41], по высоте псевдоожиженного слоя непрерывного действия при постоянной скорости подвода вещества устанавливается определенный стационарный профиль концентраций, несмотря на неравномерность отработки частиц в таком слое. В аппаратах непрерывного действия массообмен заканчивается на определенной высоте от входа в адсорбер. Необходимо отметить, что при адсорбции растворенных веществ длина участка массообмена больше, чем при адсорбции газов и паров. Это объясняется тем, что коэффициент массообмена в системе жидкость — твердое тело по крайней мере на порядок меньше соответствующего коэффициента в системе газ — твердое тело. Однако и в случае адсорбции из растворов выше некоторого участка слоя в потоке устанавливается постоянная концентрация вещества, равновесная со средней степенью отработки адсорбента. В таком случае расчет процесса адсорбции в аппарате непрерывного действия можно проводить [41], используя уравнение материального баланса [c.140]

Диспергирование в системах жидкость—жидкость, газ-жидкость применяется для создания развитых межфазных поверхностей Р, обеспечивающих высокую интенсивность тепло- и массообменных процессов. В этом случае в пропускной способности кР поверхностной стадии процесса переноса прежде всего существенно увеличивается Р кроме того, диспергирование часто сопровождается также повыщением коэффициента тепло-или массопередачи к. Для указанных выше дисперсных систем размер капель (пузырьков), их распределение по размерам и межфазная поверхность являются важными технологическими факторами при организации процессов переноса и расчете тепло- и массообменных аппаратов. [c.461]

Это, например, отстойно-смесительные экстракторы для переработки тонкодисперсных частиц, приближающиеся к подобным аппаратам для системы жидкость—жидкость, разного типа секционные аппараты, в которых имеет место интенсивное перемешивание фаз, а затем из разделение для передачи в соседнюю секцию. В аппаратах такого типа широко используются различные методы интенсификации массообмена между фазами (перемешивание, пульсации, низкочастотные механические колебания, кипящий слой). Следует, однако, иметь в виду, что нарушение противотока в каждой секции такого аппарата при значительных величинах критерия Фурье может привести к ухудшению всех показателей процесса, несмотря на то, что в каждой секции массообмен будет весьма эффективен. [c.208]

Значения коэффициентов массопередачи в зависимости от скорости вращения мешалки приведены на рис. 230. Резкий наклон линий на рис. 230 характерен для массообмена в системах жидкость — жидкость. С увеличением числа оборотов мешалки в результате усиления турбулентное ги возрастает не только коэффициент массопередачи Ке, но и поверхность контакта фаз. Суммарное влияние этих двух явлений на массообмен характеризуется величиной объемного коэффициента массопередачи [c.476]

К сожалению, в литературе отсутствуют данные о скоростях массопереноса в дисперсной фазе. Однако на основе результатов немногочисленных работ по массообмену в системе жидкость — жидкость в условиях механического перемешивания [91, 95—99] можно судить о порядке величин не только Рс, но и объемных коэффициентов массопередачи Кг- Для маловязких сред ((АсЛ г 1 МПа-с) коэффициент массопередачи РсЛ Ю м/с, а для вязких ( Хс 20 МПа-с)—на порядок меньше. Объемные коэффициенты массопередачи изменяются в пределах Л у=90—1200 ч". Согласно данным работы [98], значения Ку определялись энергией, вводимой мешалкой в единицу объема жидкости. [c.295]

Смеситель-отстойник — это аппарат,, предназначенный для проведения противоточных многоступенчатых массообменных процессов (например, экстракции) в системе жидкость — жидкость и состоящий из набора секций. Каждая секция состоит из смесительной и отстойной камер [1]. [c.219]

Применение фасонной насадки позволяет интенсифицировать массообмен при ректификации и абсорбции за счет направленного ввода паровой или газовой фаз в жидкую [50]. Особенно целесообразно применение фасонной насадки в процессах, протекающих в системах жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело, жидкость — газ — твердое тело при наложении на взаимодействующие фазы низкочастотных колебаний. В последнем случае удается организовать активное поперечное движение фаз, снижающее поперечную, неравномерность и препятствующее продольному перемешиванию. В то же время фасонные насадки могут иметь большое свободное сечение, достигающее в ряде случаев 50% и более, а наличие направляющих лопаток, отогнутых под углом 25— 30°, обусловливает большую глухую площадь насадки в плане, через которую происходит наложение вибрационных колебаний на рабочие среды. [c.38]

Как и для других процессов, связанных с массообменом между двумя жидкими фазами, в любой теории экстракции в системе жидкость—жидкость должны рассматриваться 1ри возможных варианта процесса 1) простая физическая экстракция, 2) физическая экстракция с последующей гомогенной химической реакцией в воспринимающей фазе и 3) экстракция, сопровождающаяся гетерогенной химической реакцией на поверхности раздела фаз. [c.63]

С ПОМОЩЬЮ найденных параметров установлен конкретный вид аналитических уравнений для описания кривых распределения капель ПО размерам. Эти уравнения, полученные из математических выражений логарифмически нормального закона распределения вероятностей, позволяют определить поверхность фазового контакта в струйных массообменных и реакционных аппаратах для системы жидкость — жидкость. [c.174]

Большинство процессов разделения включает перенос вещества из одной фазы в другую. Некоторые специальные типы разделения, такие, как термодиффузия, зависят от возникающих разностей концентраций в отдельных фазах. Возможно, самым общим типом переноса, встречающимся в химической технологии, является перенос между газами и жидкостями, который обычно происходит при абсорбции газа, десорбции и перегонке. Другие типы включают перенос в системах жидкость—жидкость при экстракции селективными растворителями, а также перенос в системах газ— твердая фаза или жидкость—твердая фаза при сушке, выщелачивании и кристаллизации. Инженер-проектировщик должен уметь определять тип массообменного оборудования и рассчитывать требуемые размеры и число установок, необходимых для осуществления данной операции разделения. Напротив, инженер-технолог должен применять те же знания для выбора рабочих условий с целью получения желаемой продукции при существующем оборудовании или же диагностировать неполадки. [c.429]

При массообмене в системе жидкость—жидкость В.В. Кафаров рекомендует соотношение [c.269]

Перемешивание несмешивающихся жидкостей, массообмен в системе жидкость-жидкость, в том числе при наличии химических реакций [c.468]

Таким образом, система газ — жидкость может сколь угодно приблизиться к состоянию термодинамического равновесия, когда разность температур теплоносителей и разность парциальных давлений в газе и у поверхности жидкости будут равны нулю. Однако в процессе смешения газа и жидкости до такого состояния тепло-и массообмен не доводят, так как это повлекло бы за собой экономически неоправданное увеличение поверхности контакта фаз и поверхности аппарата. [c.128]

Основные исследования коэффициентов массопередачи в системе жидкость—жидкость многими учеными сначала проводились в так называемых диффузионных ячейках [12, 27, 77], где точно определена межфазная поверхность процесса и относительная скорость движения обеих фаз. На рпс. У1-13 представлен такой аппарат Леви [42]. Поверхность раздела фаз имеет форму кольца и расположена между перегородками 9 и 10. У каждой мешалки свой привод, поэтому можно регулировать турбулентность в обеих фазах. Массообмен может осуществляться в неустановившемся, периодическом процессе или, в случае течения двух фаз, в непрерывном процессе. [c.326]

Движущая сила массообменных процессов может быть выражена в системе жидкость — жидкость разностью объемных концентраций вещества с единицей измерения кг/м , а в системе газ — жидкость — разностью парциальных давлений компонента. [c.82]

Важно отметить, что хотя формула (4.13.1) была выведена для стоксова режима течения (Ке 0), ее с успехом можно применять и для больших чисел Рейнольдса (Ке Ю ), когда форма капель близка к сферической. Обзор экспериментальных данных по массообмену при лимитирующем сопротивлении дисперсной фазы в системах жидкость-жидкость при 10 Ке 4 10 приведен в [28]. Сопоставление показывает, что экспериментальные данные в диапазоне 4 10 4 т 10 (соответствующие степени извлечения от 10% до 70%) находятся в хорошем согласии с результатами расчета по формуле (4.13.1). [c.197]

При отсутствии циркуляции внутри частицы уравнения конвективной диффузии сводятся к уравнению молекулярной диффузии. Будем рассматривать массообмен, осложненный прямой бимолекулярной реакцией дробного порядка. Для обратной реакции приведем два случая -мономолекулярную и бимолекулярную реакцию. Рассмотрим общий случай соизмеримых сопротивлений фаз. Циркуляцией внутри частицы можно пренебречь в системе жидкость-газ из-за больщих значений д или при наличии ПАВ, тормозящих циркуляцию. [c.284]

Качественное рассмотрение, проведенное Дильманом [55, 67], приводит к выводу, что в системах жидкость — жидкость п = 23. Ддя установления этого закона необходимы надежные экспериментальные данные о зависимости коэффициента массопередачн от числа Шмидта. Из имеющихся в литературе данных по массообмену в системах жидкость — пар [68], жидкость — жидкость [69] и жидкость — газ [70, 71] следует, что в указанных системах й 2. [c.183]

Рассмотрим ограничения, накладываемые на выполнение формулы аддитивности, более подробно. Выполнение условия равновесия (4.5) на границе раздела фаз у большинства исследователей не вызьшает сомнения, поскольку процессы, протекающие на поверхности раздела фаз при физической абсорбции и экстракции — сольватация, десольватация, изомеризация и т. п., имеют скорости, значительно превышающие скорость массообмена. Однако в ряде работ по массообмену в аппаратах с плоской границей раздела фаз и с механическим перемешиванием в каждой из фаз авторы обнаружили отклонение от формулы аддитивности, обусловленное, как они предположили, поверхностным сопротивлением. В работе [221] приведен критический обзор основньгх исследований, в которых, по мнению авторов, было обнаружено поверхностное сопротивление в системах жидкость - жидкость. В этих работах частные коэффициенты массоотдачи определялись косвенным методом с погрешностью, большей чем отклонение от формулы аддитивности. Кроме того, в некоторых работах обнаружены методические ошибки. Для проверки формулы аддитивности требуются более точные методы определения частных коэффициентов массоотдачи (см. раздел 4.4). Поверхностное сопротивление массотеплообмена мало изучено. Одним из возможных механизмов является экранирование поверхности поверхностно-активными веществами (ПАВ) [222-224]. К обсуждению роли поверхностного сопротивления мы будем возвращаться в последующем изложении. [c.171]

Биотехнологические процессы в связи с массообменом Принято считать, что диффузионные процессы, протекаюпще в биореакторах, не накладывают заметных ограничений на максимально проявляющуюся функциональную активность клеток и клеточных структур, главное при этом — поддержание массооб-мена (и прежде всего — кислорода в системе "газ-жидкость применительно к аэробным организмам) на оптимальном уровне При выращивании биообъекта в реакторе образуется сложная система массопереноса 02, а именно - "газ-жидкость-твердое тело", понимая под твердым телом биообъект Названная тройная система легко расчленяется на три самостоятельные системы "газ-жидкость", "жидкость-жидкость" и "жидкость-твердое тело" Это можно продемонстрировать следующим образом (рис 77) [c.261]

Уравнение (У.56) не отражает влияния изменения физических свойств жидкостей на массообмен. Их влияние можно видеть из другого критериального уравнения, полученного В. Штробелем и др. р139] в РДЭ диаметром 45 мм, высотой 1,2 м на различных системах жидкость — жидкость, отличающихся широким интер- [c.309]

Экстракционное разделение — эго процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых пористых материалов избирательно действующими растворителямй (экстрагентами). Различают экстракционные процессы в системах жидкость — жидкость жидкофазная экстракция) и экстрагирование в системах твердое тело — жидкость твердофазное экстрагирование). Экстрагирование относится к гетерогенным массообменным процессам (т. е. к процессам, осуществляемым в системах, состоящих из нескольких фаз) и может проводиться периодически или непрерывно. Движущей силой переноса извлекаемых компонентов из исходной смеси в экстрагент является разность концентраций в обеих фазах. [c.365]

Массообмен в системе жидкость — жидкость применительно к экстракционным процессам наблюдали на примере сложных солевых растворов в смеси с керосиновым раствором трибутилфосфата. В качестве объекта исследования использовали азотнокислый раствор, содержащий в 1 л 50 г азотной кислоты и 16,4 г металла. Экстрагентом служил 20%-ный раствор трибутилфосфата в керосине при отнощении водной фазы к органической 1 2. Поисковые работы проводились на частотах 300, 600, 750 и 1000 кГц с помощью пьезокварцевого генератора ГУ-3. Укрупненные испытания проводили на более мощной ультразвуковой установке. Из известных наиболее подходящими для жидкостной экстрации оказались ультразвуковые гидродинамические преобразователи. [c.388]

Рассмотрим ограничения, накладываемые на вьшолнение формулы аддитивности, более подробно. Вьшолнение условия равновесия (4.5) на границе раздела фаз у большинства исследователей не вызывает сомнения, поскольку процессы, протекающие на поверхности раздела фаз при физической абсорбции и экстракции — сольватация, десольватация, изомеризация и т. п., имеют скорости, значительно превышающие скорость массообмена. Однако в ряде работ по массообмену в аппаратах с плоской границей раздела фаз и с механическим перемешиванием в каждой из фаз авторы обнаружили отклонение от формулы аддитивности, обусловленное, как они предположили, поверхностным сопротивлением. В работе [221] приведен критический обзор основньгх исследований, в которых, по мнению авторов, было обнаружено поверхностное сопротивление в системах жидкость - жидкость. В этих работах частные коэффициенты массоотдачи определялись косвенным методом с погрешностью, большей чем отклонение от формулы аддитивности. Кроме того, в некоторых работах обнаружены методические ошибки. Для проверки формулы аддитивности требуются более точные методы определения частных коэффициентов массоотдачи (см. раздел 4.4). Поверхностное сопротивление массотеплообмена мало изучено. Одним из возможных механизмов является экранирование поверхности поверхностно-актив ными веществами (ПАВ) [222—224]. К обсуждению роли поверхностно го сопротивления мы будем возвращаться в последующем изложении При переменном коэффициенте распределения формула аддитивно сти фазовых сопротивлений, как выше указывалось, неприменима Однако в некоторых случаях, которые будут рассмотрены ниже, форму ла аддитивности в несколько модифицированном виде выполняется [225 ] Зависимость коэффициента распределения от концентрации в задан ном диапазоне ее изменения в большинстве случаев можно описать интерполяционной формулой [c.171]

Экспериментальному изучению массообмена в системах жидкость — жидкость в случае лимитирующего сопротивления сплошной фазы посвящено большое количество экспериментальных исследований [257, 301, 302]. При отсутствии ПАВ массообмен в капли удовлетворительно описывается уравнением Буссинеска — Хигби (4.16) в интервале 10 < <Ке<1,2- 10 . При этом расчетные значешя критериев Шервуда превышают экспериментальные в среднем на 10 — 15 %. Для деформированных капель расчет проводится по среднему диаметру. При заторможенной циркуляции (твердая сфера) в работе [302] рекомендуется корреляция [c.203]

В ряде случаев при осуществлении тепло- и массообменных или химических процессов, как показала практика, целесообразен переход от гомогенных систем к гетероген-ньш. Изменение количества фаз достигается, в частности, введением в жидкость дополнительной газовой фазы. К примеру, известен и достаточно широко применяется в пищевой технологии прием интенсификации теплообменных процессов и аппаратов, заключающийся в повышении коэф-фрщнентов теплопередачи за счет принудительногааэрирования жидкого теплоносителя [121]. Эффективным оказался также ввод газовой фазы при проведении экстракционных процессов в системе жидкость — жидкость [1301. [c.11]

Для интенсификации гидромеханических процессов (диспергирования, эмульгирования, суопендирования), тепло-массообменных и химических процессов в системах жидкость — жидкость, газ — жидкость и газ — жидкость — твердое тело применяют в основном механическое перемешивание. [c.19]

Условия массообмена в этих системах, строго говоря, не могут быть перенесены на системы жидкость—жидкость. Тем не менее интересно кратко рассмотреть массообмен в системах твердое тело—жидкость, так как гидродинамика подобных систем изучена лучше. Такие процессы включают испарение нафталина, воды и др. из твердой фазы в газовый поток 2 -28.58 растворение твердых веществ (например, бензойной кислоты в растворителях металлов в растворе иода б и др.), а также контролируемые диффузиейз .54 предельные токи в электродных процессах. [c.71]

Первая часть книги дополнена расчетами равновесия по уравнениям Вильсона и ЫКТЬ и дан алгоритм такого расчета. Приведены формулы расчета физико-химических свойств многокомпонентных паро-жидкостных смесей. Расширены методы расчета равновесия в многокомпонентных системах жидкость — жидкость. Заново написан раздел, посвященный алгоритмам расчета периодической ректификации. Описан метод расчета массообменных процессов, проводимых в циклических режимах. [c.3]

Работа посвящена изучению влияния механического перемешивания на массообмен при химическом превращении в гетерогенной системе жидкость — жидкость. Исследовали эффект перемешивания в непрерывнодействующем реакторе, где фенол извлекали из толуольного раствора 10% раствором едкого натра. [c.56]

В монографии И. Я. Городецкого и др. Вибрационные массообменные аппараты [76] детально рассмотрены особенности конструкций колонных и емкостных аппаратов различных типов, перемешивающие устройства (насадки), секционирующие устройства колонных аппаратов. Применение секционирующих устройств позволяет повысить массообмен путем снижения продольного перемешивания рабочих сред, правда, при некотором падении пропускной способности аппарата и усложнении его конструкции. Приведены результаты исследований величины энергозатрат при вибрационном неремешивании, предельных нагрузок и удерживающей способности для систем газ — жидкость, жидкость — жидкость и др. Изложены основы гидродинамики двухфазных систем, дан анализ структуры однофазного и многофазного потоков, а также эффективности массопереда-чи в двухфазных системах при воздействии вибрации. В книге приведены данные об использовании вибрационных аппаратов в различных технологических процессах химических производств и сравнительная оценка их экономической эффективности. [c.215]

Бабак В. Н., Холпанов Л. П., Малюсов В. А., Жаворонков Н. М., в сб. Тепло- и массоперенос , т. 4, Минск, 1972, стр. 227. Установившийся массообмен в системе жидкость—газ в условиях ламинарного нисходящего прямотока, осложненный химической реакцией псевдопервого порядка. [c.268]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология