Массопередача теоретических ступеней контакта

При расчете процессов массопередачи движущую силу процесса и кинетику принято выражать тремя способами 1) движущую силу процесса — через разность концентраций, а кинетику — через коэффициенты массопередачи 2) движущую силу процесса — косвенно, через число единиц переноса и параметр A, а кинетику — через высоту единицы переноса 3) движущую силу процесса — косвенно, через число теоретических ступеней контакта, или через число теоретических тарелок, а кинетику — через к.п.д. или через высоту, эквивалентную теоретической ступени контакта. [c.202]

В расчете ступенчатых процессов разделения необходимо учитывать сопротивление массопередаче только в случае реальных ступеней, эффективность которых может быть связана со скоростью массообмена между контактирующими фазами. Таким образом принимается, что в теоретической ступени контакт фаз достаточно эффективный для достижения ими на выходе из ступени равновесных составов. [c.590]

Высоту аппарата со ступенчатым контактом фаз (тарельчатые абсорберы) можно определять с помощью объемного коэффициента массопередачи, который относят к единице объема газожидкостной смеси на тарелке, или коэффициента массопередачи, отнесенного к единице рабочей площади тарелки. С помощью этих коэффициентов по уравнению массопередачи (15.41) или (15.70) находят общий объем газожидкостной смеси или общую площадь тарелок для проведения данного процесса. Зная объем газожидкостной смеси на одной тарелке, определяют число тарелок в абсорбере. Высоту ступенчатого абсорбера можно определить также методом теоретической ступени (теоретической тарелки) и к.п.д. колонны или методом построения кинетической кривой (см. разд. 15.7). [c.86]

В обычных экстракционных колоннах разделение фаз никогда не осуществляется полностью, так как для полного расслаивания требуется слишком длительный период (практически неприемлемый). Небольшое количество каждой фазы постоянно уносится другой фазой в неправильном направлении. Кроме того, в обычных условиях контакта фаз равновесие массопередачи, которое устанавливается путем диффузии, практически не достигается. Следовательно, в общем случае одну теоретическую ступень нельзя получить на части колонны, [c.163]

Для процессов ректификации создание более точных методов проектирования требует применения концепции реальной ступени разделения, т. е. разработки методов расчета, в основе которых лежит не теоретическая ступень разделения, предполагающая наличие равновесия между паром и жидкостью на ступенях контакта, а реальная ступень с разделительной способностью, определяемой с учетом конечной скорости процессов массопередачи, протекающих в условиях конкретного характера движения взаимодействующих потоков пара и жидкости. Использование концепции реальной ступени разделения позволяет существенно повысить точность расчетов, однако требует значительно большего объема информации для построения математической модели процесса, что приводит к необходимости более углубленного изучения таких строго не описываемых сторон процесса ректификации, как гидродинамика взаимодействия пара и жидкости в колоннах и кинетика массопередачи в многокомпонентных смесях. [c.313]

Практика оптимального про ктирования ХТС показывает, что использование технологических критериев эффективности позволяет исключить из дальнейшего рассмотрения существенную часть альтернативных вариантов проектируемой ХТС как весьма далеких от оптимальных. Обычно технологические критерии эффективности дают возможность найти оптимальный вариант на самых низших иерархических уровнях ХТС тем самым значительно сокращается число вариантов, которые участвуют в принятии решений на более высоких уровнях иерархии. Та , например, при выборе типа аппаратурного оформления ступени контакта для мас-сообменного аппарата ХТС при прочих равных условиях отдают предпочтение типу ступени контакта, с большим коэффициентом массопередачи, который в этом случае представляет собой технологический критерий эффективности элемента ХТС. При заданном числе теоретических ступеней контакта в ректификационной колонне место ввода питания выбирают таким образом, чтобы оно обеспечивало наилучшее качество продуктов разделения, которое здесь также играет роль технологического критерия эффективности. [c.31]

Важным принципом интенсификации является принцип противотока. Известно, что величина диффузионного потока тем выше, чем выше градиент концентрации. Градиенты концентрации возникают в той и в другой фазе в первый момент контакта за счет разницы концентраций на поверхности раздела (на которой уже установилось равновесие) и в основной массе жидкости. Разность этих концентраций носит название движущей силы процесса массопередачи. Пропшоточное поршневое движение фаз в аппарате при одинаковых значениях степени извлечения и отношения расходов фаз обеспечивает наибольшую величину средней по высоте аппарата движущей силы. Кроме того, только организация движения фаз в аппарате (или каскаде аппаратов) по принципу противотока позволяет с использованием минимально необходимого количества чистого экстрагента практически полностью извлечь растворенный компонент из исходного раствора, даже если для этого потребуется очень большое число теоретических ступеней контакта. Любые другие способы организации движения фаз (перекрестный ток, прямоток, полное перемешивание одной из фаз и обеих фаз и др.) теоретически позволяют сделать это только при бесконечном отношении расхода экстрагента к расходу исходного раствора. [c.36]

Таким образом, все перечисленные методы требуют знания кинетики массообмена (коэффициент массопередачи Ку, объемный коэффициент массопередачи Kyv, высота единицы переноса h, высота, эквивалентная теоретической ступени контакта Лт) и движущей силы процесса (Аср, А//ср, Арср, число единиц переноса л, число теоретических тарелок Лт). [c.131]

Стационарные режимы процессов массопередачи обычно характеризуются следующими параметрами удельным расходом абсорбента или раствора или соответственно флегмовым отношением, числом теоретических ступеней контакта (числом теоретических тарелок), определяемыми при совместном решении уравнений материального баланса и уравнений равновесия. [c.34]

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]

Высота экстрактора. Время контакта двух жидкостей определяет длину пути контакта или высоту вертикальной колонны, которая зависит от степени и скорости экстракции и не зависит (если пренебречь вторичными эффектами, связанными с переходом к аппарату крупных размеров, — моделированием) от общего количества перерабатываемых жидкостей. Скорость массопередачи определяется коэффициентом массопередачи или высотой единицы переноса. Общую высоту, необходимую для достижения заданной степени разделения, находят методами, описанными ранее (см. главу VIII). Высоту аппарата можно установить также с помощью высоты, эквивалентной теоретической ступени разделения (ВЭТС). Иногда, в зависимости от конструкции аппарата, некоторый его участок можно рассматривать как реальную ступень и по эффективности ступени судить о разделительной способности аппарата. В этих случаях применяют методы расчета высоты аппарата, описанные в главах VI и VII. [c.519]

Для процессов ректификации создание более точных методов проектирования требует применения концепции реальной ступени разделения, т. е. /разработки методов расчета, в основе которых лежит не теоретическая ступень разделения, предполагающая наличие равновесия между шаром и жидкостью на ступенях контакта, а реальная ступень с разделительной соо-собн остью, определяемой с учетом конечной скорости процессов массопередачи, протекающих в условиях конкретного характера движения взаимодействующих потоков пара и жидкости [8, 126, 130—132, 183—1851. [c.30]

Учет кинетики массопередачи позволяет оценить степень неравновесности на каждой ступени, вызванной несовершенством массообменного элемента или неоптимальным режимом работы пли недостаточным временем контакта фаз. Отметим возможные допущения относительно оценки массопередачи и соответствующие варианты расчета, а именно на каждой ступени разделения достигается равновесие между фазами, т. е. расчет ведется по теоретическим тарелкам это допущение принимается в тех случаях, когда нет данных по оценке эффективности или необходимо произвести ориёнтировочную оценку размеров колонны в терминах теоретических тарелок эффективность разделения оценивается в терминах КПД Мерфри в следующих вариантах а) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам разделяемой смеси и для всех тарелок — допущение, обычно принимаемое при наличии обобщенных экспериментальных оценок разделительной способности б) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам, по изменяется по высоте колонны — допущение, принимаемое при оценке разделительной способности по экспериментальным зависимостям через конструктивные и режимные параметры тарелок и колонны эффективность разделения оценивается в терминах КПД испарения — допущение, приводящее к тому, что кинетика массопередачи не участвует в расчетах, а КПД определяется чисто формально. [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология