Внешний массообмен

Второй пример настоящей главы — динамика сорбции при внешнем массообмене потока с зернами — представляет собой случай, когда кинетика процесса в целом не зависит от масштаба аппарата. Основную определяющую роль здесь играет адсорбционная емкость зернистого слоя и для общего расчета процесса достаточно использовать уравнения баланса массы и энергии. [c.201]

В большинстве реальных технологических процессов адсорбат подвергается десорбции в потоке газа. Однако при достаточно высоких скоростях газового потока внешний массообмен не оказывает существенного влияния на скорость процесса в целом, и кинетические кривые десорбции, полученные в опытах с продувкой газом, близки к кинетическим кривым в вакууме. [c.197]

Внешний массообмен при работе ионитовых фильтров играет довольно существенную роль и поэтому на динамическую обменную емкость слоя ионообменной смолы заметно влияет скорость фильтрования воды. В нормах проектирования ионообменных установок рекомендуется при выборе скорости фильтрова [c.220]

Продольное перемешивание газа в слое, вызванное различными факторами, в значительной степени зависит от гидродинамического режима процесса. Таким образом, коэффициент массопереноса Ро в уравнении (4.63) является величиной переменной. Мгновенные его значения будут различными на разной высоте работающего слоя. Постоянным Ро можно считать в тех случаях, когда коэффициент массообмена в твердой фазе Рз принимается независимым от величины адсорбции или в случае процесса, лимитируемого внешним массообменом. [c.204]

В качестве примера на рис. 23-3 представлены дифференциальные функции распределения кристаллов по размерам [р (г)] в аппарате полного смешения в диффузионной области (кривая 1), когда скорость определяется внешним массообменом (при Nu 2), и в кинетической области (кривая 2), когда скорость роста кристалла лимитируется скоростью включения молекул в кристаллическую решетку и не зависит от размера кристалла. [c.298]

В промышленности широко распространен метод десорбции потоком нагретого газа или перегретого водяного пара. При высоких скоростях потока внешний массообмен (испарение адсорбата с наружной поверхности гранул) практически не влияет на скорость десорбции, контролируемую главным образом отрывом молекул от поверхности адсорбента и их диффузией в его пористых каналах. Скорость десорбции в потоке газа, однако, меньше, чем в вакууме, но эта разница понижается по мере уменьшения размеров зерен или гранул адсорбента. Процесс десорбции может быть значительно ускорен путем предварительного нагревания слоя адсорбента внешним теплоносителем и последующей продувки небольшим объемом газа. В этом случае десорбция протекает практически при постоянной температуре. С ростом последней не только ускоряется процесс десорбции, но уменьшается расход газа и возрастает концентрация адсорбата в уходящем газовом потоке. [c.623]

Если такой стадией является внешний массообмен, то возникнет разность концентраций в подвижной фазе, концентрация [c.43]

Если внешний массообмен протекает достаточно быстро, то концентрации в среде выравниваются, но возникает градиент концентрации в сорбированном состоянии. Например, в случае пленки неподвижной фазы, нанесенной на твердый носитель, в поверхностном слое пленки концентрация С будет равновесна с концентрацией в потоке С, а вблизи поверхности твердого носителя она будет отличаться от С будет меньше при сорбции и больще при десорбции (риС. 1.9,6). Кинетическое уравнение при определяющей роли внутренней диффузии может быть формально записано по аналогии с уравнением (1.26) [c.44]

Процесс адсорбции-десорбции в хроматографической системе протекает не мгновенно, а с некоторой конечной скоростью. Если время, необходимое для установления адсорбционного равновесия, становится сравнимым со временем удерживания соединения, происходит дополнительное размывание его зоны в колонке. Этот эффект характеризуют два слагаемых - Схн и Сги. Первое слагаемое описывает процесс миграции молекул адсорбата из подвижной фазы к поверхности частиц (внешний массообмен) второе слагаемое описывает процесс диффузии внутрь зерна по системе пор адсорбента (внутренняя диффузия). [c.20]

Размер зерен сорбента. Размывание хроматографических полос, эффективность в значительной степени зависят от размера зерен сорбента. Вихревая диффузия и внешний массообмен сильно зависят от диаметра зерен сорбента. [c.258]

Рассмотрим в качестве примера решение задачи диффузионного переноса в частице сферической формы с учетом скорости массообмена во внешней области. Такие задачи встречаются при рассмотрении массопереноса в движущуюся каплю, в которой циркуляционное движение заторможено, а также при нахождении скорости адсорбции, определяемой внешним массообменом и внутренней диффузией в порах адсорбента. В этом случае необходимо решать уравнение (5.3.2.3) в области г < 1. В безразмерных переменных задача формулируется следующим образом [c.287]

Внешний массообмен в зернистом слое [c.61]

Внешний массообмен. Для мелких частиц адсорбентов мом-сет оказаться суш,ественным не только внутреннее, но и внешнее сопротивление процессу массопереноса [6]. [c.206]

Для многих простых газовых смесей значения отношений Рг/Ргц и ]в1)н близки к единице. В этом случае для реакции, полностью ограниченной внешним массообменом (/ = 1), разность температур между газом и гранулой приближенно будет равна расчетному [c.91]

Полагая, что собственно сорбция происходит весьма быстро, практически почти мгновенно, можно считать, что кинетика адсорбции определяется скоростью диффузии внешней и внутренней [1-56, П-6—П-10]. При внешнем массообмене существенно влияет на процесс гидродинамический режим. [c.63]

Установлено, что в некоторых случаях коэффициент массопередачи, определяемый в начале процесса внешним массообменом, падает по мере насыщения поглотителя [П-б, П-7, И-10]. Это падение объясняется увеличением роли внутренней диффузии в твердом поглотителе с увеличением степени его насыщения. Было показано, что уменьшение коэффициента массопередачи в этих случаях происходит тем быстрей, чем мельче поры поглотителя [11-10]. [c.65]

Если включить внешний массообмен в коэффициент продольной диффузии D[ систем уравнений 1.П и 1.П1, связывая тем самым кинетическое уравнение (1.7) только с внутридиффузионной кинетикой, то статистические моменты, полученные из системы уравнений I.II или 1.П1, дадут полную картину хроматографического размывания (включая внешний массообмен). Для этих систем коэффициент продольной диффузии должен быть записан следующим образом. [c.42]

Здесь А VI В — коэффициенты, соответствующие первым двум членам в правой части уравнения (11.39), а С представляет собой некоторый суммарный коэффициент С = Сд -f Ск -(- Сж, где каждый из членов в правой части уравнения пропорционален 1/Z)r, i/kj и i/D соответственно и учитывает внешний массообмен, кинетику массообмена на поверхности раздела фаз и внутреннюю диффузию. [c.98]

Кинетика процесса физической адсорбции всегда определяется скоростью переноса вещества. Сам акт физической адсорбции происходит мгновенно. Существенную роль играет процесс переноса вещества от газа к поверхности — внешний массообмен (внешняя [c.48]

Природа газа-носителя может оказывать влияние на размывание пиков. Из уравнения зависимости Я от линейной скорости следует, что коэффициенты молекулярной диффузии веществ (которые зависят от среды, типа газа-носителя) входят в члены, описывающие молекулярную диффузию и внешний массообмен. [c.66]

Если измерить зависимости Я от объемной скорости для одного и того же вещества, но с разными газами-носителями, например гелием и двуокисью углерода, то получим графики, изображенные на рис. VI, 4. Из рисунка следует, что при малых скоростях, когда преобладает размывание за счет молекулярной диффузии (второй член уравнения IV. 45), более высокой эффективности можно достичь с газом-носителем, имеющим большой молекулярный вес, так как коэффициенты молекулярной диффузии в таком газе будут меньше. При больших скоростях картина меняется, большей эффективности можно достичь с боле легким газом, так как в этом случае размывание происходит в основном за счет медленных процессов сорбции и десорбции и для ускорения процесса внешней массопередачи нужны большие коэффициенты молекулярной диффузии (здесь уместно напомнить, что внешний массообмен при ламинарных потоках происходит только за счет молекулярной диффузии),. [c.66]

Например, замена двуокиси углерода на водород при малых скоростях приводит к увеличению коэффициента диффузии в 4,5 раза и, следовательно, к увеличению ширины полосы более чем в 2 раза. При больших скоростях, где одним из контролирующих процессов является внешний массообмен, замена двуокиси углерода на водород уменьшит ширину полосы примерно в 1,5 раза. В капиллярной хроматографии в области внешнедиффузионной массопередачи и динамической диффузии Я 1/Д и, следовательно, при переходе от азота к водороду уменьшается почти в 4 раза. [c.67]

Чтобы произошла адсорбция, молекула из потока газа должна приблизиться к внешней поверхности зерен адсорбента. Это достигается путем обычной диффузии и перемешивания газа-носителя. Поэтому в общем случае скорость внешнего массообмена зависит как от природы и кинетической энергии молекул адсорбата, так и от режима течения газа в колонке. В ламинарном потоке внешний массообмен осуществляется только благодаря обычной диффузии, тогда как при турбулентном течении происходит принудительное перемешивание газа-носителя. Оценка критерия Рейнольдса для обычных скоростей в заполненных хроматографических колонках показывает, что, по-видимому, в большинстве случаев в газохроматографических колонках мы имеем дело с ламинарным режимом течения газа и, следовательно, внешний массообмен происходит в основном только. благодаря диффузии. Однако в некоторых специальных случаях экспресс-анализов возможно использовать большие скорости с турбулентным характером потока газа в колонке. [c.92]

Наиболее общее выражение ддя расчета коэффициента массоотдачи в аппаратах с мешалками получено на основе предположения, что решающую роль во внешнем массообмене выполняет разрушение пограничного слоя мелкомасштабными турбулентными пульсациями [8, 9] [c.445]

Во всех перечисленных случаях процесс сорбции складывается из следующих стадий 1) переноса молекул из потока к внешней поверхности зерен (внешний массообмен) 2) диффузии внутри зёрна ( внутренняя диффузия) и 3) собственно акта адсорбции. [c.211]

Последнее выражение справедливо при практически мгновенном выравнивании концентрации в подвижной фазе, когда внешним массообменом можно пренебречь. В реальных условиях часто сделать это нельзя и молекула, покинувшая неподвижную фазу, должна продиффундировать в ядро потока и обратно, прежде чем она снова может быть сорбирована. В итоге время пребывания в свободном состоянии оказывается большим, чем /д на время внешней диффузии Последнюю величину также можно оценить с помощью уравнения Эйнщтейна, полагая, что путь внешней диффузии приближенно равен диаметру зерна сор ента [c.45]

Решение задачи об определенрш скорости адсорбции, определяемой внешним массообменом и внутренней диффузией для частицы цилиндрической формы, приведено в [49]. [c.288]

И. Н. Фиклистовым и Г. А. Аксельрудом [200—2031 были изучены два практически важных случая интенсификации внешнего массообмена с помощью низкочастотных механических колебаний (рис. 7.2, а п в). Здесь, как и во многих других работах, внешний массообмен в условиях экстракционного процесса имитировался растворением солей из числа тех, которые растворяются по диффузионному механизму. В первом случае колебательное движение совершал аппарат с жидкостью, содержащей взвешенные твердые частицы (рис. 7.2, а). Сложность расс.матриваемой ситуации определяется сочетанием двух режимов — инерционного режима вследствие колебаний жидкой среды и взвешенного состояния (см. раздел 1.4). Образуем безразмерный параметр - [c.211]

Влияние механических колебаний жидкости. Механические колебания жидкости способствуют непрерывному обтеканию твердых частиц жидкостью с переменным вектором скорости. Многочисленными эксне-римен гами доказано, что наложение поля колебаний ускоряет внешний массообмен [2, 4, 5, 10, 14, 17,71,72, 76]. [c.495]

По мнению авторов [5, 26], паровые пузыри, двигаясь через слой материала, создают одинаковые условия во всех точках слоя, способствуют энфгичному относительному движению частиц и жидкости и тем самым ускоряют внешний массообмен. Однако это не единственный интенсифицирующий фактор. В режиме обычного кипения при спонтанном росте пузырьков градиент давлегшя в локальных точках превышает 50 МПа/м, а градиент- скорости перпендикулярен нахгравлению [c.498]

Вторая причина заключается в двойственной роли поверхности частицы во внешнем массообмене. С одной стороны, согласно закону Фика,чем больше поверхность частиц, тем больший поток восстановителя диффундирует к поверхности (при одном и том же градиенте концентраций). С другой стороны, несомненно, что непосредственно у поверхности твердой частицы скорость газа близка к скорости частицы, и при перемешивании частиц они влекают его. Очевидно, чем больше развита поверхность частиц, циркулирующих в кипящем слое, тем большая масса газа перемешивается и тем меньше становится величина среднего градиента концентрации восстановителя по высоте слоя из-за разбавления восстановителя продуктами реакции. Пo ш ю механического перемешивания, выравниванию концентраций по высоте слоя способствуют и адсорбционно-десорбционные процессы, протекающие на поверхности твердой фазы. [c.458]