Поверхность контакта фаз с механическим перемешиванием

Метод основан на промывке газа жидкостью, обычно водой, при возможно более развитой поверхности контакта фаз и возможно более интенсивном перемешивании очищаемого газа с жидкостью. Применяется для улавливания частиц пыли, золы и тумана любых размеров и служит наиболее распространенным и надежным методом заключительной стадии механической очистки газов. Недостаток — большие объемы жидких отходов (шлама) [c.231]

В барботажных абсорберах поверхность контакта развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырей и струй. К этой группе относятся аппараты со сплошным барботажным слоем с непрерывным контактом между фазами, тарельчатого типа, с подвижной (плавающей) насадкой, с механическим перемешиванием жидкости. [c.215]

Прн механическом перемешивании жидкости вследствие развитой турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование газа, что при достаточно высоком газосодержании создает большую удельную поверхность контакта фаз и обеспечивает возможность обработки неоднородных жидкостей с сильно отличающимися плотностями составляющих компонентов. Эти достоинства аппаратов с механическим перемешиванием газожидкостных систем послужили основанием для широкого распространения их в промышленности. В классификацию включены два типа аппаратов, конструкции которых обеспечивают различное движение газожидкостной смеси. [c.11]

Обычно в экстракторах для создания возможно большей поверхности контакта фаз и, соответственно, для увеличения скорости массопередачи одна из жидкостей (дисперсная фаза) распределяется в другой жидкости (сплошная фаза) в виде капель. В зависимости от источника энергии, используемой для диспергирования одной фазы в другой и перемешивания фаз, экстракторы каждой из указанных выше групп могут быть подразделены на аппараты, в которых диспергирование осу-н ествляется за счет собственной энергии потоков (без введения дополнительной энергии извне), и аппараты с введением внешней энергии во взаимодействующие жидкости. Эта энергия подводится посредством механических мешалок, сообщения колебаний определенной амплитуды и частоты (пульсаций или вибраций), путем проведения экстракции в поле центробежных сил и другими способами. [c.538]

Поверхность контакта фаз. Эта поверхность в абсорберах с механическим перемешиванием, как и в других барботажных аппаратах, определяется размером пузырьков и газосодержанием [2 4—2161. [c.604]

При данной температуре скорость процесса пропорциональна поверхности и продолжительности контакта. Увеличение поверхности контакта возможно путем создания специальных устройств для распределения воздуха, механического перемешивания, создания пены и мелкодисперсных пузырьков. Увеличение продолжительности контактирования обеспечивается применением вертикально расположенных кубов-окислителей, вертикальных окислительных колонн большой высоты и трубчатых реакторов. Скорость продувки определяется диаметром сопла и количеством сопел. С увеличением расхода воз- [c.177]

В процессе окисления горячий битум непрерывно отбрасывается к стенкам окислительного реактора. Плоское обрамление наглухо прикрепленного к стенкам реактора кольца направляет продукт вниз, откуда он снова засасывается. Смесь продукта с воздухом с силой отбрасывается от центра к периферии, ударяясь о неподвижное кольцо. При этом поступивший в аппарат воздух дробится на мельчайшие пузырьки и диспергируется в массе окисляемого продукта, что увеличивает поверхность контакта и интенсифицирует процесс окисления. Применение механического перемешивания связано с дополнительными энергетическими затратами, частыми поломками и выходом из строя мешалки. [c.188]

В адсорбционных аппаратах с пневматическим перемешиванием вынужденное движение жидкости и поршкообразного активного угля вызывается подводом энергии с потоком воздуха, вводимым в аппарат через распределительное устройство. Физической причиной обмена энергией между пузырьками воздуха и жидкостью является вязкое трение поверхности контакта газовой и жидкой фаз. Пузырьки воздуха, подаваемого через распределительное устройство, всплывают вместе с увлекаемой ими жидкостью, образуя восходящий газо-жидкостный факел, называемый ядром струи. По мере подъема эта струя расширяется вследствие инжектирования жидкости, а также в результате увеличения объема пузырей при их всплывании [50], однако угол расширения струи невелик и составляет около 10—12° [51]. Поэтому непосредственное контактирование воздуха и жидкости происходит в относительно малых областях объема аппарата [51]. По-видимому, это является основной причиной того, что перемешивание газом считается малоинтенсивным процессом, требующим большего расхода энергии, чем при механическом перемешивании [43]. [c.181]

В реакторах с механическим перемешиванием газожидкостной смеси вследствие развитой турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование газа в жидкости, что обеспечивает высокую удельную площадь поверхности контакта фаз. Такие реакторы целесообразно использовать в случаях, когда газожидкостная реакция протекает с достаточно большой скоростью и процесс лимитируется скоростью массопереноса, например, кислорода в жидкость, т. е. диффузионными факторами. Реакторы с мешалками можно компоновать в каскады. [c.49]

Хорошо известен метод изучения кинетики экстракции в проточном реакторе с механическим перемешиванием [107]. В таком реакторе по истечении определенного времени устанавливаются стационарные значения концентраций экстрагируемого вещества в водной и органической фазах и поверхности фазового контакта. Признаком кинетического режима, обусловленного медленной гомогенной реакцией, является независимость стационарных концентраций вещества в любой из фаз от стационарных значений поверхности фазового контакта. [c.401]

В рассмотренных выше колонных аппаратах диспергирование одной из фаз осуществлялось только за счет потенциальной и кинетической энергии самой жидкости. Поскольку размер образующихся капель возрастает с увеличением межфазного натяжения, для жидкостей с высоким межфазным натяжением на таких аппаратах не удается получить необходимой поверхности контакта и соответственно большого числа теоретических ступеней. Для таких жидкостей используют экстракторы с механическим перемешиванием фаз, в которых ввод дополнительной энергии для диспергирования и перемешивания жидкостей осуществляется за счет использования мешалок или пульсаторов. [c.37]

Под способами развития поверхности контакта фаз будем понимать те пз них, которые обеспечивают в процессе растворения максимально возможную поверхность при заданной степени измельчения. В случае растворения, не осложненного экранированием реакционной поверхности, максимальная поверхность контакта фаз достигается разобщением частиц одной от другой на расстояния, значительно превышающие толщину пограничного гидродинамического слоя. Такое разобщение можно осуществить при механическом, пуль-сационном или вибрационном перемешивании, а также при взвешивании твердой фазы жидкостью. [c.127]

В системе двух несмешивающихся жидкостей (Ж-Ж) поверхность контакта фаз создается за счет механического или пневматического перемешивания, а также распыления одной из них, и тогда капли этой жидкости поднимаются (если она легкая) или опускаются (если она тяжелая) по аппарату, заполненному другой жидкостью. [c.143]

Какова эффективность диффузии, миграции и конвекции в уменьшении градиентов концентраций, вызываемых электролизом Механическое перемешивание наиболее эффективно для описанного здесь электролиза. Однако даже если раствор, находящийся в контакте с электродами, очень энергично перемешивается, то согласно теории гидродинамики электрод, погруженный в перемешиваемый раствор, всегда будет окружен тонким слоем стационарной жидкости. Поэтому движение ионов цинка к поверхности катода осуществляется в две стадии в результате перемешивания раствора нитрата цинка ионы цинка переносятся вплоть до края тонкой пленки неподвижной жидкости и затем диффундируют и мигрируют через пленку к поверхности катода — цинкового электрода, на котором они восстанавливаются. У медного анода ионы меди(II) диффундируют и мигрируют от электрода через тонкий слой стационарной жидкости, а затем вследствие перемешивания уносятся в объем раствора сульфата меди (И). Если через цинк-медную ячейку потечет больщой ток, то, несмотря на диффузию, миграцию и перемешивание, в результате процесса электролиза на каждом электроде обязательно будет существовать градиент концентраций. [c.407]

С увеличением плотности, молекулярного веса составляющих топливо углеводородов и температуры выкипания в сопоставимых условиях растворимость кислорода падает. Максимальное количество кислорода в топливе обнаруживается после его фильтрации. При фильтрации многократно увеличивается поверхность жидкости, вступающей в контакт с воздухом. Происходит не только растворение газов, но и аэрирование топлива. При пересыщении топлив воздухом и его частичном выделении могут образовываться нестойкие пены. Из вязких продуктов, например керосинов, наиболее полно воздух может быть удален при помощи механического перемешивания в условиях, предотвращающих проникновение в жидкую фазу новых порций воздуха (при небольшом вакууме). [c.207]

При механическом перемешивании жидкости вследствие развитой турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование газа, что при достаточно высоком газосодержании создает большую удельную поверхность контакта фаз и обеспечивает возможность обработки неоднородных жидкостей с сильна отличающимися плотностями составляющих компонентов. [c.558]

Газосодержание, являющееся одной из основных характеристик двухфазного потока, тесно связано с поверхностью контакта фаз газо-жидкостной системы. Нами установлено, что в барботажных аппаратах с механическим перемешиванием процесс массоотдачи в жидкой фазе определяется газосодержанием барботажного слоя и удельной мощностью на механическое перемешивание газожидкостного потока [c.35]

При экстрагировании извлекаемое вещество переходит из фазы в фазу путем диффузии. Скорость процесса переноса массы тем больше, чем больше степень диспергирования, чем чаще обновляется поверхность контакта, образованная каплями дисперсной фазы, чем больше относительная скорость движения фаз друг относительно друга. Процесс массопередачи осложнен явлениями коалесценции капель, самопроизвольного эмульгирования, конвекцией внутри капель и другими. Повышение эффективности работы экстрактора достигается сообщением потокам извне дополнительного количества энергии путем механического перемешивания, пульсаций и другими способами. [c.188]

В жидкофазных химических реакторах перемешивание реакционной смеси благоприятно сказывается на скорости химической реакции вследствие увеличения поверхности контакта фаз в эмульсиях за счет механического дробления капель и за счет интенсификации процесса внешнего массо- и теплообмена между жидкостью и дисперсной твердой фазой при перемешивании суспензий. Одновременно перемешивание реакционной среды улучшает отвод (подвод) теплоты химической реакции вследствие значительной скорости обтекания циркуляционными токами жидкости теплообменных поверхностей. Перемешивание обеспечивает равномерность температуры практически по всему объему среды. [c.118]

В описанных выше аппаратах жидкость движется под действием силы тяжести, гидростатической силы либо силы трения газа о жидкость. В отдельных случаях (при нагреве и выпаривании вязких жидкостей целесообразно для создания поверхностей контакта фаз воздействовать на жидкость центробежной силой, возникающей при вращении мешалок (см. рис. П-3-10) или ротора (рис. И-3-11, 12). Механическое перемешивание увеличивает продольное смешение, однако в секционных аппаратах оно практически несущественно. [c.72]

В барботажных аппаратах с механическим перемешиванием жидкости вследствие развитой турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование газовой фазы, что при достаточно высоком газосодержании создает большую площадь поверхности контакта фаз. Благодаря этому аппараты с механическим диспергированием газа получили широкое распространение в промышленности. Опыт эксплуатации как газожидкостных химических реакторов, так и ферментаторов, показал, что аппараты с механическим перемешиванием газа в жидкости целесообразно выполнять с номинальным объемом не более 100 м при диаметре сосуда не более 3,6 м. Пропускная способность таких аппаратов по газу обычно не превышает 2000 м /ч. Различают аппараты с мешалкой(ами) в свободном объеме и с мешалкой в циркуляционном контуре. [c.637]

Ячейку, показанную на рис. 8, используют для электроосаждения элементов основы и следов других мешающих элементов. Магнитное ноле [161] энергично перемешивает поверхность контакта ртути и электролита, непрерывно удаляет осажденные ферромагнитные металлы с поверхности ртути и увеличивает скорость осаждения тяжелых металлов. Электролиз часто проводят в отсутствие магнитного поля в этом случае обычно применяют механическое перемешивание. После окончания электролиза раствор, содержащий следы определяемых элементов, удаляют из ячейки и используют для определения [264, 265]. [c.106]

В эту же группу входят барботажные абсорберы с перемешиванием жидкости механическими мешалками. В барботажных абсорберах поверхность контакта определяется гидродинамическим режимом (расходами газа и жидкости). [c.11]

Колонные экстракторы с механическим перемешиванием фаз. Если диспергируемая и сплошная жидкости обладают малой разностью плотностей (менее 100 кг/м ) и высоким межфазовым натяжением, подпорный слой, создаваемый в колонном экстракторе с ситчатыми тарелками, недостаточен, чтобы при диспергировании развивать значительную поверхность фазового контакта. Высокую степень диспергирования можно осуществить введением в двухфазный поток дополнительной энергии извне, использовав механическое перемешивание двухфазного потока дисковыми, турбинными, лопастн),1ми и другими мешалками. [c.379]

Лабораторные исследования кинетики окисления (по сульфитной методике) в реакторах небольших объемов типов РМС и РМЦ показали, что эти аппараты по эффективности превосходят аппараты барботажного типа. Действительно, при механическом перемешивании жидкости вследствие развитой ее турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование пузырьков газа, что при достаточно высоком газосодержании создает большую удельную поверхность контакта фаз. Однако при увеличении диаметра реактора D с сохранением D/d = onst отношение окружной скорости мешалки к расстоянию от ее лопастей до стенок аппарата, которое в какой-то мере характеризует область распространения газовых пузырей в объеме жидкости, изменяется пропорционально величине Re /D. Это является одной из причин наблюдаемого относительного снижения эффективности массопереноса в газожидкостных реакторах при увеличении их размеров. К сожалению, мы не располагаем достаточным количеством данных для оценки критерия эффективности реакторов больших объемов с механическим диспергированием газа. Но, вероятно, на начальном этапе оптимизации такой анализ можно провести по результатам исследований аппаратов малых объемов. [c.127]

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]

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]

По принципу взаимодействия или способу контакта фаз экстракторы подразделяют на две группы ступенчатые и дифференциально-контактные. Внутри этих групп экстракторы часто подразделяют на гравитационные (скорость фаз в них обусловлена разностью плотностей этих фаз) и механические (при добавлении потокам энергии извне путем механического перемешивания, действием центробежной силы, поршневым пульсатором и т. д.). Практически в любом из аппаратов названных групп для увеличения поверхности контакта фаз одна из фаз различными способами диспергируется и распределяется в другой, сплошной фазе в виде капель. После каждого перемешивания фаз в аппаратах следует сепарация этих фаз, что необходимо прежде всего для регенерации экстрагента (под действием гравитационных или центробежных сил). Отметим также, что в промышленности обычно применяют непрерывнодействующие экстракторы. [c.157]

На практике при определенных мерах предосторожности можно заставить плавать и часгкцу нескол1)Ко большего размера, чем соответствующий ее плотности теоретический максимальный размер. Как показано на рис. Х1-7, частица, имеющая неправиль- ую форму, стремится занять на поверхности раздела такое положение, чтобы трехфазная граница приходилась на ее выступающие части или ребра, В этом случае, чтобы линия контакта подвинулась дальше, частицу необходимо дополнительно нагрузить, Для хорошей флотации желательно обеспечить значительный запас устойчивости частицы на поверхности раздела, с тем чтобы при механическом перемешивании пульпы частица не отрывалась от пузырька. Практический верхний предел размера частиц при этом ме ханизме флотации составляет 0,3 мм. Имеется также и нижний предел. Лежа [16] отмечает, что частицы меньше приблизительно 5 мкм образуют слишком устойчивый шлам и поэтому не могут подвергаться флотационной обработке. [c.372]

В однородной системе, где влияние макрофакторов устранено, необходимо обеспечить достаточное число столкновений реагирующих молекул друг с другом. Это — вторая ступень осуществления рассматриваемого условия контакта. В гомогенной смеси молекулы должны встречаться между собой в объеме, в гетерогенной системе они, кроме того, должны попасть на поверхность твердого тела, на которой происходит реакция. Такой процесс нельзя ускорить или замедлить механическим перемешиванием на молекулярное движение можно воздействовать либо изменением количества частиц в единице объема, т. е. изменением концентрации веществ, либо отчасти изменением температуры. [c.9]

Все исследователи подчеркивают существенное значение тесного контакта между кислотой и газом в течение достаточного времени. Методы, которыми достигается тесный контакт, весьма разнообразны и заключаются в применении пористых или гранулированных наполняющих материалов, механического перемешивания, протквоточного поглощения над кольцами Рашига или другими большими поверхностями, а также в прибавлении пенообразующих продуктов, эмульгирующих агентов, или органических растворителей. [c.373]

Кафаров, Павлушенко и другие исследователи [4, 5] установили, что поверхностное натяжение суш ественно сказывается на развитии поверхности фазового контакта при механическом перемешивании. Естественно было ожидать такого же влияния его и на скорость массопередачи. В настоянием сообш,ении приводятся результаты нашего исследования влияния поверхностного натяжения на массопередачу при экстракции с механическим перемешиванием. [c.227]

Поскольку в большинстве случаев процессы растворения и выщелачивания идут в диффузионной области, для их осуществления применяют реакционную аппаратуру, позволяющую увеличить относительную скорость перемещения растворяемого вещества и растворителя. Для этого пропускают жидкость через фильтрующий или взвешенный слой твердого материала или применяют различные способы перемешивания. Применяют аппараты типа диффузоров, на решетке которых находится слой пористого материала, омываемого растворителем, барабанные или вертикальные растворители с принудительной циркуляцией жидкости, шнековые растворители (см. рис. 56), в которых шнек, вращающийся в желобе, служит для перемещения твердого вещества и для перемешивания его с растворителем, подаваемым противотоком, и, наконец, аппараты с различного рода механическими мешалками. Аппараты, как правило, обогреваются или при помощи рубашек, т. е. обогревается корпус аппарата, или при помощи внутренних змеевиков, по которым циркулирует пар, или при помощи острого пара. Иногда эти методы обогрева совмещаются. При выщелачивании для повышения средней двужущей силы процесса и снижения потерь со шламом применяют противоток твердого материала и растворителя. Особо важным приемом интенсификации выщелачивания является применение возможно более пористых твердых материалов (спеков) для развития поверхности контакта фаз и ускорения стадии внутренней диффузии. [c.183]

В литературе имеются некоторые сведения о влиянии вязкости на величину повер.хности контакта фаз в аппаратах с механически.м пере.мсшиванием. В частности, Кальдер-банк при перемешивании дисперсий воздуха в растворах электролитов и алифатических спиртов (от метанола до октанола), а также при перемешивании систем жидкость—жидкость получил, что с росто.м вязкости сплошной фазы величина объемной удельной поверхности увеличивается в степенн 0,25. В работе были проведены исследования величин повер.хности межфаз-ного контакта для системы СОг —. аОН в цилиндрических со-, судах с механическим перемешиванием газо-жидкостного слоя и получено, что [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология