Абсорбция массопередача поверхность

О случае мгновенной реакции при наличии сопротивления в газовой фазе мы уже говорили. При протекании же реакции псевдопервого порядка без сопротивления массопередаче со стороны газа (см. раздел V-5) емкость раствора возрастает пропорционально концентрации реагента в первой степени, а скорость абсорбции пропорциональна лишь квадратному корню из этой концентрации. Таким образом, возрастание концентрации реагента и здесь приводит к увеличению эффективно участвующей в абсорбции доли поверхности. [c.219]

Уравнение (6.15) является основным для расчета аппаратов для насыщения воды воздухом. При невозможности количественно оценить площадь поверхности соприкосновения фаз пользуются так называемым объемным коэффициентом абсорбции (массопередачи), выражающим количество переносимого вещества во всем объеме рабочей части аппарата. В этом случае основное расчетное уравнение имеет вид [c.141]

Р — поверхность абсорбции (массопередачи) р — коэффициент массоотдачи от газа к жидкости [c.187]

Посредством уравнений (И, 184) и (V, 140) можно вычислить а и Оз по экспериментально определенным значениям ф, п и Лц- Однако при измерении диаметра пузырьков возникают трудности, связанные с усреднением замеренных значений. Отмечают [220] неравноценность с точки зрения массопередачи поверхности больших и маленьких пузырьков при абсорбции хорощо растворимых газов в маленьком пузырьке газ быстро приходит в равновесие с жидкостью и поверхность пузырька становится неактивной для плохо растворимых газов это различие несущественно. [c.488]

При малых плотностях орошения не вся поверхность насадки оказывается смоченной, а следовательно, активной для массопередачи. Поэтому выбор плотности орошения зависит (особенно в случае абсорбции при повышенных давлениях) не столько от гидравлического сопротивления, сколько от стремления увеличить активную поверхность насадки и, следовательно, интенсивность массообмена. [c.68]

Основные цели, преследуемые дальнейшим обсуждением, заключаются в анализе механизма хемосорбции, в рассмотрении влияния химических и физических свойств систем на скорость абсорбции и в расчете этой скорости для различных условий. Ниже будет также показано, как результаты измерения скорости абсорбции могут быть использованы для определения таких физико-химических параметров, как константы скорости реакции и коэффициенты диффузии, а также для нахождения коэффициентов массопередачи и поверхности контакта фаз. [c.16]

IX-1-3. Сопротивление массопередаче в жидкой фазе и межфазная поверхность. Для оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции газа необходимо знать величины и ав отдельности. Величина объемного коэффициента kiO. может быть легко измерена путем абсорбции с учетом сопротивления в газовой фазе или при полном устранении сопротивления со стороны газа в таких измерениях. Если независимо от этого определить а, то по величинам к а [c.207]

Гетерогенная модель. Если скорость процесса массопередачи мала или сравнима со скоростью реакции Гел, то равновесие между газом и жидкостью не достигается нигде в объеме аппарата. Поэтому для расчета степени превращения уравнения (5.13) и (5.14) должны быть решены одновременно. В этом случае конверсия строго зависит от величины межфазной поверхности а, и выбор условий проведения процесса более сложен, чем в первом случае. Типичными примерами таких ситуаций являются процессы абсорбции, сопровождающиеся химической реакцией абсорбируемого компонента в жидкой фазе. [c.241]

При изотермической или неизотермической абсорбции (с принятыми выше допущениями) и при постоянных коэффициентах массопередачи нагрузки следует распределять пропорционально произведению коэффициента массопередачи на поверхность массопередачи. [c.94]

Гомогенная реакция в одной и более фазах Гетерогенная реакция на границе раздела двух фаз Гомогенная реакция с удалением продукта (например, экстракция жидкости жидкостью, стр. 157) Реакция на поверхности твердого катализатора (стр. 171) Массопередача с химической реакцией(например, химическая абсорбция газа, стр. 160) Реакции в слое псевдо-ожиженного твердого тела (например, сжигание углерода, стр. 181) [c.153]

При абсорбции процесс массопередачи протекает на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому в аппаратах для поглощения газов жидкостями (абсорберах) должна быть создана развитая поверхность соприкосновения между газом и жидкостью. [c.594]

Коэффициент К называется коэффициентом массопередачи при абсорбции и характеризует массу вещества, переданную в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе, равной единице. [c.193]

Разность Xi—X определяется на диаграмме как горизонтальное расстояние между кривыми для данного значения У. При абсорбции чистого компонента на стороне газа нет сопротивлений массопередаче. Концентрация на межфазной поверхности j соответствует равновесию с газовой фазой под общим давлением Р. Уравнение массопередачи имеет вид [c.578]

Массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. Наиболее медленной и по-атому обычно лимитирующей стадией массообменных процессов является молекулярная диффузия распределяемого вещества. К этой группе процессов, описываемых законами массопередачи, относятся абсорбция, перегонка (ректификация), экстракция из растворов, растворение [и экстракция из пористых твердых тел, кристаллизация, адсорбция и сушка. [c.13]

Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называют абсорберами. Как и другие процессы массопередачи, абсорбция протекает на поверхности раздела фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образования этой поверхности абсорберы можно условно разделить на следующие группы 1) поверхностные и пленочные 2) насадочные 3) барботажные (тарельчатые) 4) распыливающие. [c.442]

Большая часть описанных выше моделей абсорбции рассматривает перенос вещества внутри фазы (к поверхности раздела или от нее), но не перенос через саму поверхность раздела. Предположение о равновесии на границе фаз соответствует отсутствию сопротивления массопередаче при переносе через поверхность. [c.124]

В этих уравнениях Ка и ТСд—коэффициенты массопередачи при абсорбции компонента и испарении поглотителя и—коэффициент теплоотдачи между жидкостью и газом к—коэффициент теплопередачи между средой в абсорбере и охлаждающим агентом —поверхность охлаждения, приходящаяся на единицу поверхности соприкосновения фаз 0—температура охлаждающего агента —расход охлаждающего агента —теплоемкость охлаждающего агента. [c.262]

Трубчатые абсорберы, а также абсорберы с восходящим движением пленки могут применяться при одновременном отводе тепла в процессе абсорбции по развиваемой в единице объема поверхности соприкосновения фаз и по интенсивности массопередачи эти абсорберы значительно превосходят поверхностные. [c.335]

К механическим пленочным абсорберам можно отнести также аппараты с наложенными пульсационными колебаниями [74—761. В них при помощи специальных устройств (пульсаторов) осуществляется пульсирующая подача газа. Исследования проводились в аппаратах с течением жидкости по вертикальной поверхности [74, 761 или по насадке 175, 761. В случае абсорбции NHg водой 174] коэффициент массопередачи К достигал максимума при частоте пульсаций 9,3 гц и возрастал с увеличением амплитуды пульсаций максимально полученное значение К (при амплитуде 0,3 м) в 2,5 раза превышало К, полученное без пульсаций. [c.374]

Так как полиэтилен не смачивается водой и смоченная поверхность близка к нулю, то высокие коэффициенты массопередачи объясняют абсорбцией жидкостью, находящейся в точках соприкосновения насадочных тел между собой и стекающими струйками (у испытанной насадки число точек соприкосновения составляло 1,3.10 в м , что в 2—3,5 раза превыщает значение для седел и колец размером 25 мм). [c.385]

Влияние п на активную поверхность можно определить из опытов по массопередаче. Жаворонков, Рамм, Гильденблат и др. [105, 1551 исследовали абсорбцию NHg в колонне диаметром 500 мм с насадками из колец размером 25—100 мм и с оросительными устройствами, дающими различное число точек орошения. Высоту насадки доводили до 6 л<. Опыты показали, что увеличение п вначале приводит к значительному повышению коэффициента массопередачи, а затем повышение замедляется и, наконец, практически прекращается. Исходя из этого, было принято, что коэффициенты массопередачи, полученные при максимальном в данных опытах значении п=560, соответствуют бесконечно большому числу точек орошения. [c.450]

Описаны опыты [220] по абсорбции СОз водой в аппарате с сплощным барботажным слоем, которому сообщались колебания частотой 20—2000 гц. Опытами установлено существование для каждой высоты слоя некоторых частот, соответствующих пикам объемного коэффициента массопередачи. Наибольшее влияние колебаний при высоте слоя 0,15 м отвечает частоте 125 гц (увеличение Ко на 70%) при больших высотах слоя пики уменьшаются и сдвигаются в сторону более низких частот. Определения формы и размера пузырьков, а также газосодержания слоя показали, что воздействие звуковых колебаний сводится к повышению газосодержания и увеличению поверхности контакта фаз. Коэффициент массопередачи, отнесенный к единице поверхности, при озвучивании уменьшается. [c.608]

Данный процесс особенно пригоден для тех случаев, когда необходимо удалить сравнительно небольшие количества вредных веществ из относительно небольших объемов воздуха, например в нроизводстве изделий нз шлаковаты. Важными параметрами абсорбции являются постоянная массопередачи, диаметр капель, поверхность обмена и время прямого контактирования. В качестве абсорберов находят широкое применение промывные башни, промывные аппараты с фильтрованием и тарельчатые колонны. [c.91]

Согласно КФ-классификации рассматриваемый процесс абсорбции относится к классу 3(2-2)1. Полученные в гл.10 формулы для расчета массообменных процессов класса 3(2-2)1 полностью применимы к абсорбции нелетучим поглотителем. Так, поверхность массопередачи Р может быть найдена по одной из формул (10.31) [c.932]

Характер образования ряби на поверхности под воздействием эффекта Марангони хорошо описан Эллисом и Биддалфом [49]. Эти исследователи измеряли амплитуду волн ряби, возникающих на поверхности воды при абсорбции ацетона из воздуха. При быстрой абсорбции на поверхности небольшого пятна воды снижается поверхностное натяжение о, и поверхность расширяется в радиальном направлении. При низких скоростях массопередачи изменение ст и da/dr мало пятно медленно расходится по мере обеднения ацетоном поверхности в результате диффузии, причем происходит легкое образование ряби, затухающей вдали. Эллис и Биддалф говорят следующее [c.214]

К сожалению, физическая интерпретация величины поверхности раздела фаз, используемой в расчетах массопереноса, порождает ряд вопросов. Когда сопротивление массопереносу сосредоточено в основном в жидкой фазе, имеет большое значение функция распределения возраста поверхностных элементов [1]. При рассмотрении физической абсорбции поверхностные элементы, для которух возраст велик, вносят очень мало в массопередач у, та№им образом, при определении средней площади поверхности раздела явно неправомерно представлять последнюю как среднюю геометрическую площадь поверхности раздела газ — жидкость. [c.90]

Результаты расчетов коэффициентов массопередачи на основе каждой из этих теорий имеют близкие значения. В связи с этим для описания хода процесса абсорбции с одновременной химической реакцией обычно используется теория пограничных пленок, дающая возможность более простого математического решения. Однако для анализа явления все чаще применяется пенетрацион-ная модель. Большим достоинством такого подхода к процессу переноса массы, осложненного одновременным протеканием химической реакции, является возможность определения величины поверхности контакта фаз на основе результатов исследований хода абсорбции. [c.251]

D i п d ог f J. А., L 1 g h t f о о t Е. N., hem. Eng. S i., 26, 1833 (1971). Массопередача через деформируемую поверхность раздела фаз с мгновенной обратимой реакцией (применительно к абсорбции кислорода кровью). [c.281]

S р г i п g е г Т. G., Pigford R. L., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 458 (1970). Влияние турбулентности у поверхности раздела жидкости с газом (в процессе абсорбции двуокиси углерода водой) и присутствия растворимых и нерастворимых поверхностно-активных веществ на скорость массопередачи. [c.289]

Т h о m р S о п D. W., Ind. Eng. hem., Fund., 9, 243 (197b). Влияние подвижности межфазной поверхности на массопередачу в системах жидкость—газ (при воздействии градиентов поверхностного натяжения и плотности и в присутствии поверх-ностно-активных веществ в условиях абсорбции и десорбции различных газов). [c.290]

При записи уравнений математического описания процесса абсорбции использованы следующие условные обозначения информационных переменных а —удельная поверхность насадки — диаметр насадки О —расход газа Л — удерживающая способность насадки Н — высота ячейки полного перемеши-. вания К — общий коэффициент массопередачи Kv — объемный коэффициент массопередачи L — расход жидкости т. — коэффициент фазового равновесия N — общее число ячеек полного перемещивания Шг — скорость газа, рассчитанная на полное сечение колонны а)инв — скорость газа в точке ицверсии х — концентрация компонента в жидкой фазе у — концёнтрация компонента в газовой фазе 2 —общая высота насадочного слоя 2 —текущее значение высоты наса-дочного слоя. Индексы вх — вход вых —выход г —газ ж —жидкость инв — инверсия 1, 2,. .., п — номер ячейки полного перемешивания О — начальное значение р — равновесная величина ст — статическая величина. [c.89]

Очевидно, что рециркуляция лшдкости целесообразна в том случае, если основное сопротивление массопередаче составляет переход вещества от новерхностн раздела фаз в лшдкость, а рециркуляция газа — когда основным сопротивлением процесса является переход вещества из газовой фазы к поверхности раздела фаз. Рециркуляция жидкости всегда предпочтительна при необходимости сопровождать процесс абсорбции охлаждением, так как в этом случае включение холодильника в ветвь рециркулирующего абсорбента позволяет весьма легко отводить тепло от взаимодействующих веществ. [c.288]

Для расчета поверхности абсорбции по уравнению (8. 1) требуется знать коэффициепт массопередачи К. Как было показано раньше, в o6niOM случае коэффициент массопередачи зависит от коэффициентов массоотдачи pi и рз [см. уравнения (1. 56) и (1. 57) . Коэффициент же массоотдачи на основании теории подобия определяется при помощи критериальной зависимости (1. 51) [c.244]

Разные модели абсорбции. Кроме рассмотренных выше, были предложены и другие модели абсорбции. По кинетической модели Миямото [33] передача вещества происходит в результате проникновения молекул из газовой фазы в жидкую и одновременного обратного выделения их из жидкости в газ. Последний поглощается жидкостью, если число молекул, переходящих из газа в жидкость, больше числа молекул, выделяющихся из нее. Кинетическая модель не учитывает влияния на массопередачу гидродинамических условий и поэтому недостаточна для анализа передачи массы. В настоящее время кинетическая модель используется при анализе переноса вещества через поверхность раздела фаз (стр. 124). Ваковский [34] применил кинетическую модель с учетом скорости среды для анализа массоотдачи в газовой фазе. [c.108]

Шулмен с сотр. [591 предположили, что при испарении чистых жидкостей вся смоченная поверхность является активной, а при абсорбции хорошо растворимого газа часть смоченной поверхности, соответствующая застойным зонам, неактивна, так как жидкость в данных зонах быстро насыщается поглощаемым газом. Этим можно объяснить, что при испарении активные поверхности и, следовательно, объемные коэффициенты массопередачи выше, чем при абсорбции. Повышение активности жидкости в застойных зонах можно ожидать и при абсорбции, сопровождаемой быстрой химической реакцией в жидкой фазе. В указанном случае при достаточно большой концентрации активной части поглотителя малоподвижная жидкость в застойных зонах становится активной. Активность застойных зон зависит от концентрации газа с увеличением концентрации поглощаемого компонента в газе жидкость в зонах быстрее насыщается газом и активная поверхность уменьшается.. [c.452]

Более общие зависимости для массопередачи в абсорберах с механическим перемешиванием могут быть получены на основе измерений поверхности контакта и определения коэффициентов массоотдачи, отнесенных к единице поверхности. Колдербанк [148] изучал абсорбцию и десорбцию различных газов (62, СО2, С2Н4 и др.) в разных жидкостях (вода, растворы глицерина и гликоля). Опыты показали, что коэффициент массоотдачи р при диаметре пузырьков от 2 до 5 мм не зависит от интенсивности перемешивания и размеров пузырька, причем [c.607]

Массопередачу в центробежных абсорберах изучали при поглощении СОа раствором моноэтаноламина [59—62], а также при поглощении NHg, СН3СОСН3 и jHgOH водой и десорбции СОз из воды [63]. Значения объемных коэффициентов массопередачи /С , отнесенному к рабочему объему аппарата, при абсорбции NHg водой в аппарате с диаметром ротора 0,16 м [57] составили 350—1500 кмоль- м бар , причем Kpv повышается с увеличением W, L W. п. Повышение Kpv с возрастанием L и п объясняется увеличением при этом поверхности контакта. [c.647]

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]

Наиболее доступным приемом ускорения абсорбции (а также и других процессов в системе Ж — Г) является применение интенсивной аппаратуры, обеспечивающей высокое развитие поверхности жидкой фазы, турбулизацию газовой и хорошее перемешивание реагентов. Приемы турбулизации потоков определяются также и характером обрабатываемой системы. Так, для систем хоро-шорастворимых газов (Ма>1), например аммиак — вода, коэффициент массопередачи почти не зависит от гидродинамических параметров жидкой фазы (от Ке ) и, следовательно, требуется подвергать турбулизации главным образом, газовую фазу. Наоборот, [c.163]

Применение рециркуляции позволяет увеличить скорость абсорбции в тех случаях, когда коэффициент массопередачи зависит от плотности орошения увеличить поверхность массообмена (если в схеме на рис. П-5, а насадка смачивается не полностью) и, следовательно, уменьшить высоту абсорбера. Кроме того, при такой схеме можно полнее использовать хемосорбент, если реакция протекает медленно. Однако, если равновесное давление растворенного газа над насыш енным раствором не равно нулю (обратимая реакция), то схема на рис. П-5, а не позволяет полностью извлекать примеси из газовой смеси, так как очиш енный газ вверху абсорберарконтак-тирует с грязным абсорбентом. [c.38]

Механическое перемешивание в системах жидкость—газ обычно осуществляется при проведении процессов, скорость которых лимитирована массообменом в сплошной фазе, т. е. при абсорбции т руд-норастворимых газов. В этом случае основное сопротивление массопередаче оказывается в сплошной фазе. При чисто физической абсорбции мешалки обычно не используются. Чаще их применяют для систем, в которых абсорбция сопровождается химической реакцией. Вероятно, это обусловлено малой растворимостью газа в жидкости, а при химической реакции растворимость газа возрастает в несколько раз. Типичные случаи перемешивания систем жидкость—газ — это процессы гидрирования, хлорирования, ферментации, биологической очистки воды и т. п. Необходимо отметить, что для многих химических реакций с малыми скоростями требуется длительное время контакта (пребывания), что легко может быть осуществлено в аппарате с мешалкой. Перемешивание дает возможность создания большой межфазной поверхности. Это вызывает значительное повышение коэффициентов массопередачи, рассчитанных на единицу объема, [c.328]

Рещ1ркуляц11я абсорбента. При малых расходах Ь, т.е. при низких плотностях орошения Ь/(/ р) абсорбента, жидкости может оказаться недостаточно для хорошего смачивания элементов насадки. В этом случае в массообмене участвует лишь часть ( активная ) поверхности насадочных тел / а < Г. Отсюда — низкая эффективность работы аппарата в целом. При рециркуляции абсорбента в работу включается дополнительная поверхность контактирования жидкости и газа, так что Г. Кроме того, растет коэффициент массоотдачи в жидкой фазе за счет турбулизации пленочного течения такой рост особенно эффективен в случае низкой пропускной способности Если при этом увеличение пропускной способности стадии массоотдачи И массопередачи в целом кхР (или куР) компенсирует уменьшение движущей силы и дополнительные затраты энергии на перекачку абсорбента снизу вверх, то рециркуляция абсорбента оправдывает себя. Ее применение также целесообразно при необходимости отвода большой теплоты абсорбции на линии возврата абсорбента устанавливают холодильник (на рис. 11.20, а не показан). О необходимости поддержания рабочей температуры процесса за счет охлаждения жидкости подробнее см. в разд. 11.2.2. [c.937]