Теория теоретических тарелок Тарелки теоретические

Среди простых элементов процесса важное значение имеет так называемая единица равновесия— теоретическая тарелка. Простой, стационарный, изолированный, находящийся в равновесии элемент процесса, в который поступают две гомогенные фазы и из которого выходят две гомогенные находящиеся в равновесии фазы, независимо от их структуры и образования, называется теоретической тарелкой (рис. 4-2). Это понятие возникло в теории процессов перегонки, но применяется и в других случаях. [c.39]

СРАВНЕНИЕ ТЕОРИЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ТАРЕЛКИ И ЭФФЕКТИВНОЙ ДИФФУЗИИ [c.58]

Чтобы сравнивать теории теоретической тарелки и эффективной диффузии, нужно прежде всего определить физический смысл Н — [c.101]

Теория теоретических тарелок. Рассмотрим хроматографический процесс с точки зрения теории теоретических тарелок. Хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок. Движение газа рассматривают как последовательность периодических толчков. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между ПФ и НФ для всех компонентов. Длина элементарного участка колонки (в см), па которой достигается состояние равновесия между концентрацией вещества в ПФ и НФ, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) [c.334]

Теория теоретических тарелок — общий метод описания многостадийных процессов. Представление о теоретической тарелке взято из теории дистилляции. В дистилляции разделение происходит на отдельных ступенях, на которых осуществляется равновесие между фазами, затем фазы разделяют. Каждая такая ступень называется теоретической ступенью или теоретической тарелкой. В хроматографической колонке, заполненной сорбентом, одна из фаз находится в непрерывном движении и полное равновесие иногда сразу не достигается. В таких случаях длина слоя, на котором достигается равновесие между двумя фазами, условно называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.39]

В термодинамической теории массообменных процессов разделения при переходе от составов фаз в одном межтарелочном отделении к составам фаз в соседнем за количественную основу принимается гипотеза теоретической тарелки ступени). Особенность этой теории состоит в том, что она не занимается вопросом о механизме процесса и не исследует диффузионной природы и кинетической картины явления массопередачи на контактной ступени. Теория массообменных процессов разделения, основанная на концепции теоретической тарелки (ступени), изучает предельные условия проведения процесса и устанавливает эталоны, сравнением с которыми можно получить правильное суждение [c.122]

Этот прием—разбивка колонки на тарелки—представляет по существу замену реальных процессов, непрерывно протекающих в хроматографической колонке, эквивалентным по результатам периодическим процессом, также приводящим к размыванию полосы компонента, введенного на первую ступень такой эквивалентной колонки он полезен тем, что позволяет легко получите уравнение, описывающее форму размываемой полосы. Уравнение такого же вида получается и из диффузионно-массообменной теории, что, как будет показано ниже, позволяет связать обе теории и выразить высоту эквивалентной теоретической тарелки в функции скорости потока газа-носителя. [c.576]

Применение теории подобия показывает (см. главу IV), что массообменный процесс характеризуется критериями Нид = ЫО, Ргд = Ке = vLh. В течение ряда лет расчеты процессов осуществляли по уравнениям связи между критериями. Эти уравнения и сегодня используют для определения физико-химических постоянных (например, констант скоростей массопереноса), однако общий метод расчета процессов основан на использовании уравнений балансов и концепции единичного элемента процесса разделения — теоретической тарелки. [c.81]

Таким образом, уравнение (52) связывает эффективный коэффициент диффузии />эфф, выведенный на основании теории скоростей, и Я — высоту, эквивалентную теоретической тарелке. [c.36]

Наибольшее распространение в неравновесной газовой хроматографии получили теория эквивалентных теоретических тарелок А. Дж. П. Мартина и диффузионно-массообменная теория Дж. Дж. Ван-Деемтера. Последнюю часто называют теорией эффективной диффузии. Обе теории основаны на допущении, что хроматографический процесс протекает в линейной области изотермы адсорбции (в ГАХ) или изотермы распределения (в ГЖХ). Количественной мерой размывания в первом случае является высота Я теоретической тарелки, во втором — эффективный коэффициент диффузии О фф. [c.47]

По аналогии с теорией дистилляционных колонн хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок, через которые газ проходит периодическими толчками. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между подвижной и неподвижной фазами для всех компонентов. Таким образом, хроматографический процесс согласно этой теории многоступенчатый и состоит из большого числа актов адсорбции и десорбции (в ГАХ и ЖАХ) или растворения и испарения (в ГЖХ и ЖЖХ), а сама колонка рассматривается как система, состоящая из совокупности многих ступеней—тарелок. Длина элементарного участка (в сантиметрах) колонки, на которой достигается мгновенное состояние равновесия между концентрацией вещества в подвижной и неподвижной фазах, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или, попросту, высотой тарелки. Очевидно, существует простая зависимость. [c.47]

Влияние объема дозы д на ВЭТТ весьма существенно, поскольку объем дозы в колонке после ее ввода непосредственно связан с шириной пика на хроматограмме, которая, в свою очередь, связана с высотой теоретической тарелки. Согласно теории теоретических тарелок следует, что проба не должна превышать емкости одной теоретической тарелки. Заменяя число теоретических тарелок /V высотой теоретической тарелки И, согласно формулам (IV. ) и (IV. 16), получим [c.138]

Следовательно, можно сделать вывод, что теория эквивалентных тарелок позволяет рассчитать одну из важнейших характеристик хроматографических колонок — высоту эквивалентной теоретической тарелки, т. е. разделительную способность колонки. Чем меньше величина ВЭТТ, тем больше разделительная способность колонки. [c.30]

Это позволяет легко связать друг с другом эти теории и выразить основную величину, применяемую в теории тарелок,— высоту, эквивалентную теоретической тарелке Н,— через эффективный коэффициент диффузии Оэфф, а следовательно, через скорость и потока подвижной фазы. [c.35]

Ф. Гельферих показал что заимствованное из теории дистилляции понятие эффективной теоретической тарелки ( 2) можно использовать для расчетов разделения при ионном обмене на колонках. Для элюентной хроматографии малых количеств веществ и при предположении прямолинейности изотермы ионного обмена им выведены следующие уравнения, позволяющие рассчитать форму выходной кривой [c.181]

Эта теория будет объяснена более подробно на примере развития тарельчатой колонны. Самый простой перегонный аппарат состоит из куба для испарения жидкости и приставки для конденсации пара и отбора дистиллата. Согласно приведенному выше определению, здесь имеется теоретическая тарелка, так как поднимаю-ш иеся из куба пары находятся в термодинамическом равновесии с вытекающим из конденсатора дистиллатом (рис. 59, ) ). Для достижения более высокой разделяющей способности Адам [c.102]

В соответствии с этим имеется мало перспектив осуществить разделение изотопов методом ректификации при температуре выше температуры сжижения воздуха. Кун с сотрудниками [35] всо же смог показать, применяя аппарат с большим числом теоре-Т1[ческих тарелок, что конечное различие в давлениях паров компонентов существует и вблизи комнатных температур. Клузиус II Мейер [34] ежесуточно обогащали посредством низкотемпературной ректификации на колонке со 130 теоретическими тарелками 15 л аргона до концентрации 0,6% (вместо 0,307% в природном аргоне). Для этого они применили насадочную колонку, изготовленную из латунной трубки высотой "Ь м с внутренним диаметром 12 мм. Насадка состояла из спиралей 2x2. мж из нержавеющей стальной проволоки. Испаритель (объем 250 мл) оригинальной конструкции и конденсатор, охлаждаемый жидким азотом, показаны на рис. 159. [c.247]

Молекулярная теоретическая тарелка 2/164, 165 Молекулярная теория растворов 4/367-369 Молекулярная топологическая форма 2/906 [c.653]

Из рассмотренного следует, что теория тарелок позволяет рассчитывать одну из важнейших характеристик хроматографических колонок — высоту эквивалентной теоретической тарелки, или, иными словами, разделительную способность колонки. [c.145]

Физико-математическое рассмотрение этих процессов приводит в зависимости от подхода к различным общим теориям хроматографии, которые, хотя имеют различную форму, родственны друг другу и в своей основе применимы к любому хроматографическому методу, следовательно, и к хроматографии в тонких слоях. В разделе I мы даем краткое изложение способа рассмотрения, основанного на наглядной модели хроматографического процесса. Несмотря на наглядность в нем отсутствуют априорные положения (например, теоретические тарелки) этот способ в той мере, в какой адсорбционные и распределительные явления не зависят от концентрации, нашел безупречное математическое выражение. Мы увидим ниже, какое распределение вещества имеет место в движущейся зоне, каким образом скорость движения или значения Rf зависят от коэффициентов распределения или адсорбции и почему происходит деформация зоны. [c.82]

Коэффициент полезного действия ректификационной тарелки, измеряющий степень отклонения реальной тарелки от теоретической, часто определяется по усредненному для всей колонны значению как отношение числа теоретических тарелок, необходимых для назначенного разделения, к действительному числу тарелок, практически обеспечивающих получение продуктов заданной степени чистоты, ср = Л/теор/ пр. [c.355]

Теория работы устройства для термической ректификации еще более сложна, чем для приборов контактной ректификации, и, как правило, каждое такое устройство должно быть подвергнуто индивидуальному математическому анализу. Подробности для каждых отдельных случаев читатель может найти в оригинальной литературе, которая здесь цитируется. Вообще говоря, уравнение работы приборов термической ректификации совершенно отлично от уравнений для контактных приборов. Например, при термической ректификации не имеется точного эквивалента теоретической тарелки как однозначного понятия. Хотя для любого данного опыта и данной колонки можно вычислить число теоретических тарелок, пользуясь обычными уравнениями для контактной ректификации, но полученное таким образом число будет изменяться с изменением условий работы на той же самой колонке. [c.398]

Рассмотренный пример был специально выбран так, чтобы наблюдалось максимальное расхождение результатов расчета по уравнениям массопередачи и теоретической тарелки. Значительная разница между движущими силами Ах, и Ауг в нижнем сечении укрепляющей секции колонны в данном случае обусловлена большой разностью температур поступающего в колонну пара и стекающей жидкости (Д =35°С). В обычных условиях разность тем ператур пара и жидкости значительно меньше ( 5°С). Поэтому результаты расчетов по уравнениям массопередачи (при обоих способах выражения движущих сил) И по уравнениям теоретической тарелки практически совпадают, причем совпадение будет тем ближе, чем больше высота колонны (в единицах переноса массы или в числах теоре тических тарелок). [c.113]

Сравнение теорий теоретической тарелки И эффектншной диффузии [c.101]

Более ранняя периодическая теория Майера — Томпкинса основана на предположении, что движение жидкости в колонке с N теоретическими тарелками осуществляется скачками от тарелки к тарелке . Каждая тарелка имеет одинаковую массу смолы, т, и одинаковый объем раствора, v. При пропускании жидкости через колонку объем раствора, v, перемещается вниз по колонке от тарелки к тарелке. Компонент М также переносится вниз и распределяется между обеими фазами в соответствии с уравнением [c.52]

Теория колоночного разделения, разработанная Мартином и Синджем, в общем виде применима к различным описанным ниже способам. Поэтому интересно рассмотреть условия, при которых ее предсказания могут быть верны. При выводе предполагалось, что на каждой теоретической тарелке устанавливается равновесие. Очевидно, что система тем ближе к равновесию, чем меньше скорость течения жидкости. Однако диффузия с тарелки на тарелку уменьшает эффективность разделения и поэтому можно предположить существование оптимальной скорости теченияЧ На практике наиболее медленной стадией обычно является диффузия в порах сорбента, а продольная диффузия (диффузия вдоль колонки) обычно играет второстепенную роль. Поэтому эффективность разделения с уменьшением скорости течения раствора возрастает. [c.538]

Теория физических процессов, происходящих при термодиффузии, является сложной и здесь не рассматривается. С технологической точки зрения работа термодиффузионной трубки напоминает работу фракционирующей колонки. По аналогии можно ввести и в данном случае понятие о теоретической тарелке, как отрезке трубки, вдоль которого в состоянии равновесия устанавливается отношение концентраций, соответствующее коэффициенту разделения /Сразд- [c.611]

В теории ректификации применяется понятие о теоретической гарелке. Под теоретической тарелкой подразумевается такая тарелка или ступень контактирования, на которой пары и жидкость достигают состояния равновесия. Практически пары и жидкость на тарелке не достигают состояния равновесия. Однако понятием теоретической тарелки удобно поль юваться при расчетах. [c.211]

Гипотеза теоретической тарелки не воспроизводит в точности действительной картины явления, нротекаюш его в контактной ступени, ибо основана на статическом представлении процесса. Тем не менее эта концепция позволяет осуществить анализ и расчет процесса разделения псходной смеси в ректификационной колонне и получить достаточно близкую к действительности картину реального процесса, несмотря на наше неумение вполне компетентно и всесторонне исследовать сложные явления массопередачи, происходящие на практической ступени контакта. Другим обоснованием целесообразности разработки термо-динамической теории ректификации является установившийся, по-видимому, окончательно взгляд, согласно которому ис- I следование и определение эф-фективности практических ступеней разделения оказывается, как правило, задачей менее трудной, чем непосредственное изучение диффузионной картины процесса ректификации в реальной колонне. Таким образодЕ, термодинамическая теория ректификации является пока первой ступенью общей теории ректификации. Для суяедения о направленности самопроизвольных процессов энергообмена и массообмена в отдельно взятой контактной ступени следует рассмотреть ее работу на основе метода теоретической тарелки. [c.123]

Изучению этого процесса посвящены труды А. М. Трегубова, А. И. Скобло и С. Н. Обрядчикова, установивших характерные особенности нроцесса и основные положения его термодинамической теории, покоящейся на гипотезе теоретической тарелки. Изложенный ниже метод расчета ректификации бинарных углеводородных систем в присутствии перегретого водяного пара основан на теоретических положениях, в значительной стенени разработанных упомянутыми выше исследователями, но облекает их в другую, на наш взгляд более удобную форму, позволяющую вести не только качественный, но и количественный учет явлений на всех ступенях процесса. [c.229]

И термодинамической теории диффузионных процессов разделения гипотеза теоретической тарелки (ступени) принимается за количественную основу при переходе от составов фаз л одном межтарелочном отделении к составам фаз в соседнем. Особенность этой теорнп состоит в том, что она не занимается вопросом [c.78]

Размывание хроматографической полосы и его физические причины. Главные направления в развитии теории неравновесной хроматографии теория тарелок и теория эффективной диффузии. Различие между этими теориями. Форма выходной кривой в неравновесной хроматографии при идеальной изотерме. Теория тарелок. Понятие об эффективности хроматографической колонки с точки зрения теории тарелок. Уравнение материального баланса и уравнение хроматографической кривай в теории тарелок. [Иирина хроматографического пика на разных его высотах. Высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Способы определения числа теоретических тарелок. [c.296]

Динамическая теория. Расширение полос с увеличением длины слоя сорбента для разделения можно объяснить на основе кинетических эффектов, например диффузии. Исходя из расширенной теории теоретических тарелок [26], Ван Димтер, Цуидервег и Клинкенберг [27] дали выражение, из которого можно определить взаимосвязь между высотой теоретической ступени разделения /г = ВЭТТ (высота, эквивалентная одной теоретической тарелке) и кинетическими явлениями. Фактор к — наиболее часто применяемая величина для оценки степени разделения веществ на колонке. [c.347]

Заимствованное из теории дистилляции понятие эффективной теоретической тарелки оказывается весьма полезным для расчетов положения максимумов на кривых вымывания. Основной вывод этой теории, легко поддающийся экспериментальной проверке, может быть выражен уравнением Мейера—Томкинса [116] [c.172]

Одна из главных задач теории неравновесной хроматографии — изучение причин размывания хроматографических полос. Это явление может быть обусловлено диффузионными и кинетическими факторами. Их влияние на процесс разделения может быть настолько велико, что даже при значительной разнице коэффициентов распределения вещества могут не разделиться. Явление размывания полос в реальной хроматографической колонке очень сложно и может быть описано лишь приближенно на основе теорий, устанавливающих зависимость между мерой размывания и указанными факторами. Для описания неравновесной ГХ чаще всего используются теория теоретических тарелок и теория эффективной диффузии. Обе теории основаны на допущении о том, что хроматографический процесс протекает в линейной области изотермы распределения (п ГЖХ) или изотермы адсорбции (в ГАХ), Количественной мерой размывания в первом случае является высота теоретической тарелки Н, во втором — эффективный коэффициент диффузии Дэфф. [c.334]

Классииескал теорил хромаяюграфии рассматривает процесс хроматографического разделения как результат совокупности дискретных актов распределения в колонке в целом. Мартин и Синг (Нобелевские лауреаты 1952 г.) ввели < понятия высоты тарелки (т. е. высоты, эквивалентной теоретической тарелке, ВЭТТ) и числа теоретических тарелок. Предполагается, что на каждой теоретической тарелке устанавливается равновесие для вещества между подвижной и неподвижной фазами. Если вещество движется по колонке, это означает, что происходит последовательный переход от одного акта разделения или одного равновесия к другому. [c.236]

Носитель Маркировка носителя фракция, мм Число теоре- тиче- ских тарелок Высота эквнва-леитиой теоретической тарелки, мм Фактор асимме- трии фенола Отношение высот пиков 0- и л-изо-мелов тБФ Коэффициент разделения 0- ш -изомеров тБФ [c.55]

В самом деле, процесс ректификации в колонном аппарате протекает в условиях тесного контактирования паровых и жидких потоков и приводит к сложной картине взаимодействия фаз, обменивающихся энергией и веществом. Качественная картина этого сложного явления в первом приближении представляется как двусторонний массо- и энергообмен, количественно оцениваемый на основе гипотезы идеального контакта. Попытки более глубокого исследования кинетической природы процессов обмена веществом и энергией на контактной ступени не привели еще к установлению достаточно обоснованных и надежных зависимостей, позволяющих заменить метод теоретической тарелки, основанный на статическом представлении процесса, кинетическими зависимостями, описывающими протекание процесса во времени. Поэтому при проектировании ректификационной колонны следует сочетать данные теории с опытными показателями, полученными при лабораторных испытаниях или снятыми С.жйствуюпхих устяновок. и. обобщаюцшми практический опыт работы передовиков-новаторов. [c.5]

Н. Н. Туницкого с сотрудниками. В известной мере такой подход позволяет проводить некоторые практические расчеты в динамике адсорбции и в газовой хроматографии, однако его физическая основа всегда мне казалась недостаточной. Развитие статистических методов в динамике сорбции более целесообразно проводить с применением метода теории блуждания и теории цепей Маркова, что было сделано мною в докторской диссертации (1946 г.) в настоящее время этот метод описан в (1]. Но и он, являясь наглядным, полностью не решает задачи. Несомненно, что чрезмерное употребление примитивных уравнений вроде уравнения Глюкау-фа неоправданно. Использование метода высоты теоретической тарелки теперь критикуется во многих работах [1, 2], но пока этот метод все еще традиционно находит себе применение (так ке и в обсуждаемой статье). [c.458]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология