Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Абсорбция и перенос вещества

    К процессам массообмена относятся абсорбция, ректификация, кристаллизация, адсорбция, экстракция и др. Их особенностью является осуществление физико-химических процессов в нескольких сосуществующих фазах. При этом уравнения балансов должны быть записаны отдельно для каждой из фаз. Проиллюстрируем математические описания для некоторых типов массообменных аппаратов и для установившегося процесса. Укажем, что скорость массообмена определяется скоростью переноса компонента из одной фазы в другую. Условия термодинамического равновесия приводят к равенству химических потенциалов компонента в сосуществующих фазах. Внутри фазы перенос вещества осуще- [c.80]


    Физическая сущность абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости. Достижение состояния равновесия в системе газ — жидкость зависит от диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью) и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то происходит десорбция (выделение газа из жидкости). [c.83]

    Массопередача в ЦПА изучена на примерах абсорбции хорошо растворимых газов — водяного пара и аммиака водой и водными растворами электролитов [43]. ЦПА представляет собой одноступенчатый реактор и его применение, по-видимому, наиболее целесообразно для массообменных процессов, лимитирующихся переносом вещества в газовой фазе. [c.258]

    Физическая сущность процессов абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. [c.41]

    При быстрых химических реакциях часть вещества В будет реагировать в пленке жидкости, причем масса этой его части сопоставима с массой, которая переносится в жидкость непрореагировавшей. Это изменит профиль концентрации, который будет отображен линией 2 на рис. 15. Ход кривой показывает, что скорость переноса вещества в массу жидкости будет меньше скорости абсорбции. [c.33]

    Абсорбция и десорбция — это два основных массообменных процесса, на которых базируется абсорбционный метод разделения нефтяных и природных газов. Физическая сущность процессов заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется при прочих равных условиях разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью), и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то протекает процесс десорбции (выделение газа из жидкости). Для практических расчетов более удобно выражать движущую силу не через парциальные давления, а через концентрации соответствующих компонентов (парциальное давление пропорционально концентрации, поэтому в качестве определяющего параметра можно принять в данном случае любой из них). [c.195]


    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]

    Массообменные процессы - растворение, кристаллизация, сушка, дистилляция, ректификация, абсорбция, экстракция, десорбция, которые представляют собой перенос вещества внутри фазы или между фазами, вызванный градиентом его концентраций и протекающий без изменения химического состава. Для этого служат кристаллизаторы, сушилки, дистилляторы, ректификаторы, абсорберы, экстракторы, десорберы. [c.17]

    Принципиально технологические расчеты ректификационных колонн аналогичны расчетам других массообменных аппаратов и основаны на тех же закономерностях, которые достаточно подробно рассмотрены в гл. 15 и 16. Следует, однако, отметить, что процесс ректификации значительно сложнее, например, процесса абсорбции, так как в этом процессе перенос вещества всегда сопровождается теплопереносом. На первый взгляд может показаться, что скорость процесса ректификации зависит только от скорости подвода теплоты к разделяемой смеси. Однако в действительности это не так. Конечно, без подвода теплоты процесс ректификации происходить не будет. Но скорость процесса и его эффективность, как и в любом другом массообменном процессе, зависят обычно от скорости массопереноса между фазами, т.е. от скорости массоотдачи в фазах. Поэтому и для ректификации справедливы все положения, рассмотренные в гл. 15,-влияние на скорость процесса гидродинамических условий, физических свойств фаз и других факторов, выя вление лимитирующей стадии процесса, определение его движущей силы и т.д. [c.133]

    Различия в свойствах газовых смесей и поглотителей, а также в связанных с ними механизмах переноса вещества из фазы в фазу обусловливают весьма широкое разнообразие конструкций применяемых аппаратов. Интенсификация абсорбционных аппаратов связана с развитием поверхности контакта Р между жидкой и газовой фазами, а также с увеличением интенсивности массопереноса в каждой из фаз и в первую очередь — в той фазе, интенсивность массопереноса в которой является лимитирующей (определяющей интенсивность всего процесса массообмена). Из опыта работы абсорбционных аппаратов с различными газожидкостными системами известно, что лимитирующей стадией чаще всего оказывается стадия переноса вещества от границы раздела фаз в жидкость. Поэтому при абсорбции и десорбции используют (в большей мере, чем в других массообменных процессах) аппараты, в которых жидкость движется в виде текущих тонких пленок (в разных на-прав цениях — вниз, вверх, под углом). Но применяются и ап- [c.911]

    В абсорбционных процессах участвуют две фазы - жидкая и газовая, между которыми происходит перенос вещества из газовой фазы в жидкую (в случае абсорбции) и из жидкой фазы в газовую (десорбция). [c.278]

    Кинетика процесса абсорбции. При отсутствии равновесия между газовой и жидкой фазами происходит перенос вещества из одной фазы в другую. Процесс массопередачи состоит из переноса вещества в пределах каждой из фаз (массоотдача) и переноса вещества через границу раздела фаз. [c.280]

    Физическая абсорбция. Скорость переноса вещества из ядра потока к границе раздела фаз (массоотдача) при физической абсорбции определяется как [c.280]

    Особенность процесса абсорбции заключается в том, что из-за малой относительной летучести абсорбента перенос вещества происходит преимущественно в одном направлении — из газовой фазы в жидкую. Переход вещества из газового состояния в конденсированное (жидкое) приводит к уменьшению энергии этого вещества. В результате в процессе абсорбции происходит выделение теплоты, количество которой равно произведению количества поглощенного вещества на теплоту его конденсации. Связанное с этим повышение температуры взаимодействующих фаз, которое определяется с помощью уравнения теплового баланса, приводит, как было показано, к уменьшению равновесного содержания поглощаемого вещества в жидкой фазе, т. е. ухудшает разделение. Поэтому при необходимости организуется отвод теплоты абсорбции. [c.538]

    При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]


    Потребуются еще многочисленные теоретические и экспериментальные исследования в широком диапазоне определяющих факторов (свойства систем, гидродинамическая обстановка, конструкции и размеры аппаратов), прежде чем кинетика процесса экстракции будет исчерпывающе описана математическим уравнением. Практические запросы промышленности требуют, однако, того, чтобы кинетическим исследованиям процессов жидкостной экстракции сопутствовали серьезные изыскания по их аппаратурному оформлению. Опыт показал, что прямое использование аппаратуры для опередивших в своем развитии процессов ректификации и абсорбции оказалось малоэффективным применительно к процессам экстракции. Стало очевидным, что для повышения эффективности этих аппаратов необходимо активизировать процесс диффузионного переноса вещества путем затраты внешней энергии. Этот принцип позволяет сохранить в арсенале экстракционной техники такие типы аппаратов, как насадочные и ситчатые колонны путем сообщения находящимся в них жидкостям колебательного движения (пульсация, вибрация). [c.106]

    Массообмен — перенос вещества в различных системах из одной фазы в другую. Массообмен — основа процессов дистилляции, ректификации, абсорбции, экстракции, растворения и др. [c.20]

    Скорость переноса вещества может быть, таким образом, выражена через общий градиент двух слоев и полный коэфициент абсорбции [c.246]

    Исходя из предположения, что процесс абсорбции, сопровождаемый химической реакцией в жидкой фазе, можно рассматривать в виде трех последовательных стадий (перенос вещества из объема газа к поверхности, растворение газа в жидкости и перенос вещества с поверхности раздела в глубь жидкой фазы), можно записать  [c.98]

    В химической технологии большое значение имеют процессы диффузионного обмена веш еством между фазами. Сюда относятся с одной стороны перегонка (ректификация) жидких смесей,с другой, — процессы абсорбции (поглощения газов жидкостями) и экстракции (переноса вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами). Перегонка представляет собой многократное повторение процессов испарения и конденсации при переменном составе жидкой смеси. Поглощение газа жидкостью подобно процессу конденсации, с той лишь разницей, что к диффузионному сопротивлению газа добавляется диффузионное сопротивление конденсированной фазы. Если абсорбция не сопровождается медленными химическими реакциями, то на поверхности устанавливается равновесие между концентрациями диффундирующего вещества в газовой и жидкой фазах. При стационарном протекании процесса он может быть описан моделью двух пленок газовой и жидкой. Как и всегда в подобных случаях, действует закон сложения последовательных сопротивлений  [c.166]

    В большинстве промышленных процессов, в которых существенную роль играет массопередача, происходит перенос растворенных веществ из одной фазы в другую. Такая картина наблюдается при жидкостной экстракции, дистилляции, абсорбции газов и в других процессах разделения. Растворенное вещество переносится из объема одной фазы на ее границу, или на границу раздела фаз и затем от межфазной границы в объем другой фазы. Во многих случаях развитые выше методы расчета переноса вещества в пределах одной фазы можно применить к каждому из пограничных слоев, или пленок, примыкающих к межфазной границе. [c.204]

    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]

    Компонента т, обозначающая миграционный ток, присутствует тогда, когда число переноса подвергающегося электролизу вещества достаточно велико, так что вещество переносит значительное количество тока й возникает благодаря перемешиванию поверхности раздела раствор — электрод, абсорбции восстанавливаемых веществ на поверхности электрода и другим менее значительным факторам. [c.282]

    Эти процессы теплопередачи (второй этап) объединяют процессы теплообмена с жидкой или газообразной фазой, причем, как и в процессах переноса вещества, в них участвует аналогичный пограничный слой. Кроме того, эти процессы включают в себя процессы теплообмена при механическом контакте между твердым телом и стенками реактора, а также процессы эмиссии и абсорбции теплового излучения. [c.126]

    В соответствии с представлениями о механизме переноса вещества направление массообмена (из фазы к границе раздела или в обратном направлении) не влияет на коэффициент массоотдачи. Поэтому можно ожидать, что коэффициенты массопередачи при абсорбции и десорбции будут одинаковыми. [c.98]

    Влияние направления диффузии на массоотдачу. Рассмотрим два предельны случая влияния направления диффузии на перенос вещества в каждой фазе. В первом случае путем диффузии переносится к границе раздела фаз лишь один компонент (однонаправленная диффузия). Такая диффузия характерна для процессов абсорбции и жидкостной экстракции. Концентрация переносимого компонента падает в направлении к границе раздела фаз, но общая концентрация смеси компонентов (плотность фазы) не может быть различной и р,зз-пых точках фазы. Поэтому уменьшение абсолютной концентрации, вызванное падением концентрации диффундирующего компонента, компенсируется за счет возникновения потока всей массы газа (жидкости) в направлении к границе раздела фаз — так называемого массового, или стефанового, потока. [c.400]

    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]

    Массообмен осуществляется путем молекулярной, турбулентной и конвективной диффузии, из которых наиболее медленной является первая. Основное сопротивление массообмена происходит в пограничных слоях у границы раздела фаз. Увеличение массообмена может быть достигнуто повышением относительных скоростей фаз, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя, росту турбулентной и конвективной составляющих переноса вещества, увеличению поверхности контакта взаимодействующих фаз и движущей силы процесса, например, путем повышения коэффициента про-тивоточности или изменения рабочих условий — температуры, давления. Различают два варианта массообмена односторонний (например, при абсорбции компоненты из газовой фазы переходят в жидкую) и двухсторонний (при ректификации). [c.108]

    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]

    Класс диффузионных (мсхсообменных) процессов связан с переносом вещества в различных агрегатных состояниях из одной фазы в другую (абсорбция, дистилляция и ректификация, адсорбция, десорбция, растворение, кристаллизация, увлажнение, сушка, сублимация, иЪнный обмен и др.). Скорость диффузионных процессов определяется законами массопереноса. [c.31]

    Уравнение (6.268) не вскрывает сложный механизм переноса вещества, а лишь отражает соотношение между потоком вещества, поверхностью контакта фаз Р и движущей силой процесса ДС, В данном случае механизм переноса заложен, в вели шне 3, назьшаемой коэффициентом массоотдачи. Исходя из различных моделей массопередачи (пленочной, проннцания, обновления поверхности) получены выражения для коэффициента массоотдачи /3, как функции гидродинамической обстановки и свойств фаз. Следовательно, скорость физической абсорбции зависит не только от 280 [c.280]

    Перенос распределяемого вещества пропсходит всегда из фазы, где его содержание выше равновесного, в фазу, в которой концентрация этого вещества ниже равновесной. Так, в процессе абсорбции распределяемое вещество переходит из газовой фазы в жидкую. В процессах перегонки и ректификации двухкомпонентной смеси болье летучее вещество преходит из жидкой фазы в паровую до тех пор, пока не наступит равновесие между фазами по содержанию этoгJ компонента. [c.159]

    Перенос вещества из одной фазы в другую происходит за счет диффузии, а поскольку этот процесс зависит от величины поверхности контакта фаз, то в промышленности широко используются аппараты, обеспечивающие развитую поверхность контакта, что достигается применением аппаратов насадочного (производство серной, азотной кислоты) и барботажного типа (производство соды). Аппараты поверхностного типа (туриллы, целляриусы и др.), применяемые для абсорбции хорошо растворимых газов (производство соляной кислоты), встречаются реже. [c.228]

    Гораздо более неортодоксальным фактом, чем простая объемная вязкоупругость, является аномальное отставание деформации во времени при объемном расширении и сжатии стеклообразных тел, особенно когда объемные деформации вызываются нагреванием, абсорбцией растворенного вещества или его десорб-цией28 44. Это связано с неравновесным состоянием стекол, не исключая самой природы стеклования. Указанные причины приводят к необходимости использования механических моделей при объемной реакции на потоки массы или тепла, несмотря на то, что часто отсутствуют приложенные силы, неустановившиеся напряжени.ч, и тело внешне ничем не уд ерживается. Излишне указывать, что это создает практически неразрешимые сложности при рассмотрении как неустановившихся, так и остаточных термических напряжений или напряжений, вызванных растворенными веществами, а также переноса тепла или растворенных веществ в стеклообразных телах. [c.82]

    Гетерогенные процессы характеризуются наличием двух или более взаимодействующих фаз, поэтому они протекают с переносом вещества через поверхность раздела фаз. При этом межфазный массопере-нос может быть или самостоятельным процессом, или сопровождать химическое превращение взаимодействующих компонентов. В первом случае происходят чисто физические или физико-химические изменения, такие, как абсорбция, адсорбция, десорбция, кристаллизация, испарение, плавление и т. п., а во втором — химические реакции, осложненные ма.ссообменом. Сами по себе химические реакции могут проходить гомогенно, т. е. внутри одной из фаз или же на границе раздела фаз. На границе раздела фаз протекают реакции между компонентами, один из которых находится в твердой фазе, а другой в газовой, жидкой или отдельной твердой фазе. [c.107]

    Целью доклада является обсуждение границ применииости од-ноиерной диффузионной иодели массобменшос процессов в колоннах, к которым относится, наряду с абсорбцией, экстракцией, адсорбцией и др.процессами, также и ионный обмен. Система постулатов одномерной диффузионной модели заключается в следующем. Концентрации вещества в растворе и в ионите являются непрерывными функциями лишь двух переменных - времени и одной (продольной) координаты, т.е. п=п(гф)и Ы=Щгф). Таким образом, мы абстрагируемся от действительной сложной картины распределения локальных концентраций в каждой фазе. Далее, в рамках модели рассматриваются три потока межфазовый перенос вещества , продольный перенос вещества в растворе jz L и, в случае движущегося слоя ионита, продольный перенос вещества слоем ионита 3 Эти потоки описываются следующими основными уравнениями  [c.50]

    Дэвис И Ридел [40] утверждают, что пока еще не найдена система, в которой при тщательном рассмотрении нельзя было бы обнаружить самопроизвольное эмульгирование при переносе третьего компонента . Однако, когда контакт осуществлялся течение очень короткого вре-мени, а поверхности были чистые, не наблюдалось какого-либо повышения или понижения скорости массопередачи в системах газ — жидкость или жидкость—жидкость. Для проверки теории проницания в очень многих работах изучали ламинарные струи и получали почти точное соответствие, не делая какого-либо допущения о влиянии поверхностных эффектов, как в случае абсорбции газа, так и для переноса вещества между струей и окружающей жидкостью [32,177,46, 145, 77, 130, 127]. Аналогичные результаты были достигнуты в колонне с орошаемыми стенками при более продолжительных временах контакта [103]. Согласие с теорией фактически было столь хорошим, что короткую ламинарную струю стали использовать для определения коэффициентов молекулярной диффузии в воде [46]. [c.216]

Смотреть страницы где упоминается термин Абсорбция и перенос вещества: [c.45]    [c.741]    [c.137]    [c.692]   
Абсорбция газов (1976) -- [ c.0 ]



ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте