Коэффициент в насадочных аппаратах

Для оптимального проектирования промышленного колонного насадочного аппарата необходимо учитывать влияние продольного перемешивания в насадке на величину коэффициента массопередачи. [c.16]

Размеры оборудования. При расчете размеров абсорбционного оборудования поперечное сечение аппарата и его высота определяются раздельно. Строго говоря, все существующие для этого методы расчета являются по существу эмпирическими и зависят от конструкции и внутреннего устройста абсорбера. Поперечное сечение насадочных колонн находят гидравлическим расчетом в условиях захлебывания, а сечение тарельчатых колонн—путем расчета в условиях уноса жидкости газом или на основании выбранного коэффициента полезного действия ступени. Ни один из этих методов расчета не связан непосредственно со скоростью процесса абсорбции, за исключением того, что поперечное сечение определяет линейную скорость потоков, которая в свою очередь влияет на скорость массопередачи. [c.182]

Проведение опытов в этих условиях преследует обычно цель моделирования на лабораторных установках процесса абсорбции в промышленной аппаратуре, например в насадочных колоннах. Как показано в главе V, количественные оценки влияния химической реакции на скорость абсорбции обычно мало отличаются друг от друга независимо от того, сделаны ли они на основе пленочной модели или моделей поверхностного обновления Хигби или Данквертса. В большинстве случаев для данного значения коэффициента массоотдачи при физической абсорбции, k , по всем моделям получаются близкие предсказания в отношении этого влияния. Поэтому можно ожидать, что если лабораторная модель промышленного абсорбционного аппарата, предназначенная для изучения влияния реакции на скорость абсорбции, сконструирована с соблюдением существенного условия одинаковости значений в натуре и в модели, то, в соответствии с изложенным в главе V, данная реакция будет приводить к увеличению скорости абсорбции в обоих аппаратах в одинаковой степени (при одном и том же значении А, или парциального давления растворяемого газа у поверхности жидкости). [c.175]

Прежде чем перейти к рассмотрению этих моделей, введем понятие продольной симметрии потоков в аппарате. Потоки, имеющие одинаковую степень продольного перемешивания по фазам, будем называть симметричными. При этом степень продольного перемешивания можно оценивать как числом ячеек полного перемешивания п, так и коэффициентом продольного перемешивания Тогда математические модели процесса абсорбции в насадочном аппарате можно классифицировать следующим образом симметричная модель — пь = пс=М асимметричная модель — щ Ф па П1 = Nй о = полностью симметричная модель — Пь Па = оо или 1 полностью асимметричная модель — х, с = 1 = = оо или Их. = сю, е = 1- [c.244]

Прежде чем перейти к рассмотрению этих моделей, введем понятие продольной симметрии потоков в аппарате. Потоки, имеющие одинаковую степень продольного перемешивания по фазам, будем называть симметричными. При этом степень продольного перемешивания можно оценивать числом ячеек полного перемешивания п и коэффициентом продольного перемешивания Тогда математические модели процесса абсорбции для насадочного аппарата можно классифицировать следующим образом [c.417]

Помимо характера распределения объемов ячеек для расчета динамики процесса абсорбции в насадочном аппарате с помощью модели (7.140) необходимо знать входящие в нее параметры число ячеек N, коэффициент массопередачи ку, а также коэффициенты обмена / j и к . [c.419]

Объемные коэффициенты массоотдачи и массопередачи. Поверхность контакта фаз, к единице которой отнесены коэффициенты массоотдачи и массопередачи, в большинстве случаев трудно определить. Как будет показано ниже, в барботажных массообменных аппаратах эта поверхность представляет собой совокупность поверхностей брызг, пены и пузырей в насадочных аппаратах — некоторую активную часть геометрической поверхности насадки, смачиваемую жидкостью. Поэтому коэффициенты массоотдачи и массопередачи часто относят не к поверхности контакта фаз Р, к рабочему объему аппарата V, который связан с поверхностью зависимостью [c.409]

Сопоставляя коэффициенты массопередачи ректификационного аппарата рассматриваемого типа с коэффициентами массопередачи аппаратов других типов, исследователи [13 ] нашли, что наличие враш,ающихся элементов является мощным турбулизирующим фактором. Поэтому роторные аппараты по эффективности сравнимы с наиболее интенсивными аппаратами других типов насадочными, работающими в режиме эмульгирования и, ситчатыми, работающими в пенном режиме. [c.302]

В литературе приводятся опытные данные по эффективным коэффициентам продольного перемешивания жидкости и газа в насадочных аппаратах [68, 74—83], но в ограниченном интервале параметров В целом можно считать, что при правильном первичном распределении влияние продольного перемешивания жидкости в насадке на эффективность массообмена невелико. Так, по данным [78], коэффициент Вж изменяется в пределах от 50 до 120 см /с при увеличении плотности орошения от 10 до 40м /(м -ч) при расчете по данным [80] величина не превышает 150 см /с для условий работы промышленных абсорберов очистки МЭА при атмосферном давлении. [c.77]

Контактирование газа с жидкостью может осуществляться различными способами. Для газожидкостных процессов, скорость которых лимитируется массообменом между фазами, способ их контакта небезразличен для процесса. В разд. 2.9.4 были приведены максимальные объемные коэффициенты массообмена р в барботажном слое р = 0,и0,2 с , в насадочном аппарате-до 0,5 с , в газожидкостном потоке - до 1,2 с". Если скорость реакции большая (константа скорости первого порядка более 2 с" ), то реактор с газожидкостным потоком будет более компактным. Если сама реакция малоинтенсивна, то интенсивный массообмен не увеличит общей интенсивности процесса. [c.275]

При работе насадочных аппаратов в пленочном режиме (ниже точки подвисания) обьино не вся поверхность насадки смочена жидкостью. Кроме того, часть поверхности, покрытая неподвижной пленкой жидкости, неактивна для массообмена. Неподвижные застойные зоны жидкости образуются, например, в точках контакта между элементами насадки. При работе аппарата в режимах выше точки подвисания активная поверхность контакта фаз может превышать геометрическую поверхность насадки за счет образования волн на поверхности жидкой пленки, наличия капель жидкости в свободном объеме насадки. Доли смоченной и активной поверхностей насадки и 1 /а называются соответственно коэффициентами смоченности (смачивания) и активности. Методы экспериментального определения коэффициентов 1/ и приведены в [4]. [c.574]

Основные преимущества ПТ и СТО перед применяемыми в коксохимической промышленности насадочными аппаратами следующие более широкий диапазон изменения расхода газа и жидкости, более равномерное и наиболее эффективное распределение контактирующих фаз в аппарате, более высокие значения коэффициентов массопередачи. [c.49]

Влияние продольной (осевой) диффузии Оь в насадочных аппаратах при движении жидкостей и газов представлено на рис. У-П. Здесь обозначены Со — массовая скорость потока, кг-м 2-ч й, — диаметр частицы (зерна) в насадочном слое, м е — коэффициент пористости. [c.104]

Коэффициент массопередачи К в уравнениях (140) и (141) относится к истинной поверхности массопередачи Р. В том случае, когда эта поверхность не может быть определена достаточно просто, например, при барботажном процессе или в насадочных аппаратах, коэффициент массопередачи относят к единице объема аппарата и называют объемным коэффициентом Ку, или к единице площади его характерного сечения Кр. В любом случае коэффициент массопередачи зависит от условий движения потоков и их свойств. Поэтому рассмотрим прел<де всего гидродинамические режимы, которые возникают при барботаже, пленочном течении и распылении жидкости. Они наиболее часто встречаются в практике дистилляции. [c.97]

Проектирование насадочных аппаратов для процессов хемосорбции ведется аналогично расчету обычных насадочных абсорберов для процессов физической абсорбции. При этом колонна рассматривается как объект с сосредоточенными параметрами с постоянным механизмом массообмена и соответствующим ему постоянным кинетическим коэффициентом, с той лишь разницей, что при хемосорбции этот коэффициент корректируется на некоторую величину. [c.215]

Значения безразмерного коэффициента В во всех формулах, приводимых в учебниках и справочной литературе, равны 4. Значения же размерного коэффициента А различны для разных типов насадки для колец Рашига он почти в 2 раза ниже, чем для седел Берля. Кроме того, из-за нечеткости в терминологии при определении критической скорости приводятся различные значения этого коэффициента А = 0,348 — для скорости захлебывания и А = 0,397 для близкой к ней скорости эмульгирования. Труднообъяснимьш является понижение коэффициента А до 0,249 при прохождении пара (вместо газа) через слой орошаемой насадки в случае ректификационных насадочных аппаратов (см. гл. 12). Такие расховдения в значениях коэффициента А связаны, по-видимому, с не вполне обоснованным набором параметров в левой и правой частях приведенного выше уравнения и с ограниченной его точностью. Критическую скорость газа понимают или в аспекте целесообразного рабочего режима, или как предельно допустимую физически, вьпие которой начинается захлебывание аппарата. Поэтому при использовании различных формул необходимо внимательно отслеживать их назначение. [c.931]

Вследствие неполной смачиваемости поверхности насадки (ц/ < 1) высота насадочного аппарата фактически должна быть большей, чем это следует из уравнения (5.53). Для определения реальной высоты насадки в знаменатель выражения (5.53) вводится коэффициент смачиваемости ч/. [c.395]

Анализ этого уравнения показывает, что коэффициент массо-передачи для ситчатого аппарата, отнесенный к единице его объ-ема, значительно больше, чем для насадочного аппарата, вслед- [c.17]

Анализ данного уравнения показывает, что коэффициент массопередачи для инжекционного аппарата, отнесенный к единице его объема, значительно больше, чем для насадочного аппарата, вследствие уменьшения абсорбционного сопротивления паровой фазы. Абсорбционное сопротивление паровой фазы составляет в этом случае 46—68% от общего сопротивления абсорбции (при наличии химической реакции). Следовательно, применение инжекционного аппарата для абсорбции фенолов из пара растворами щелочи оправдывает себя. [c.18]

Одной из причин возникновения конвективных токов являются продольные градиенты поверхностного натяжения, а также градиенты плотности, появляющиеся при протекании хемосорбции. Явление поверхностной конвекции было обнаружено (20, 22, 37—39] при поглощении СОа водными растворами МЭА, ДЭА и др. Поверхностная конвекция наблюдается в пленочных и насадочных аппаратах [20], в ламинарных струях жидкости [42] в барботажных аппаратах ее влияние на массопередачу сравнительно невелико. Из сказанного выше следует, что коэффициент физической массоотдачи Рж должен быть определен при протекании хемосорбционного процесса, т. е. в идентичных гидродинамических условиях. Если объектом исследования является поглощение СО2 хемосорбентом, то величину р удобно определять по методу [36, 37], заключающемуся в десорбции N30 из раствора хемосорбеита. Поскольку коэффициенты диффузии N20 и СОз близки, то близки между собой и [c.68]

В соответствии с полученными решениями обработаны опытные данные по абсорбции СО2 водными растворами МЗА в насадочных аппаратах. Получено удовлетворительное соответствие теоретических и опытных коэффициентов извлечения. В расчетах использованы значения эффективной поверхности контакта фаз. [c.97]

В орошаемой насадке значение коэффициента выше. Приближенная величина Dr для условий работы промышленных насадочных аппаратов составляет примерно 100—500 см /с. При таких значенияхДг величина Вор, характеризующая степень продольного перемешивания, высока, что говорит об отсутствии влияния на эффективность абсорбции продольного перемешивания газа. Однако в некоторых случаях (например, при малой скорости газа и очень высокой плотности орошения) отрицательное влияние продольного перемешивания следует учитывать, особенно, если требуется обеспечить высокий коэффициент извлечения. [c.78]

В литературе 2 -34 описаны опытные данные по эффективным коэффициентам продольного перемешивания, полученные в насадочных аппаратах, но для ограниченного интервала параметров. [c.71]

В насадочных абсорберах жидкость равномерно распределяется по верху насадки, стекает тонкой пленкой по ее поверхности и выводится из колонны снизу. В этой главе будет принято, что коэффициент физической массоотдачи в жидкой фазе эффективная межфазная поверхность а, отнесенная к единице объема насадочного слоя, и объем жидкости I в той же единице объема одинаковы во всех частях колонны. В действительности, если высота колонны в несколько раз больше ее диаметра, жидкость может накапливаться у стенок аппарата, что обедняет ею остальную часть насадки. Этот вопрос обсуждается в главе IX вместе с другими характеристиками насадочных колонн. [c.182]

Для анализа эффективности массопередачи абсорберов осушки газа с различными конструкциями контактных устройств были проведены расчеты коэффициента массопередачи КР, коэффициента массопередачи для насадочных аппаратов К, а также объемного коэффициента массопередачи Ка, кото- [c.81]

Метод расчета массообменных аппаратов (абсорберов, ректификационных колонн), исходя из коэффициентов массопередачи, является наиболее правильным и прогрессивным. В настоящее время мы располагаем конкретным видом критериальных зависимостей для определения Ли и коэффициентов массоотдачи и массопередачи для трубчатых (пленочных) и насадочных аппаратов [3, 4]. [c.45]

Развитие аппаратов для массообмена характеризуется стремлением к увеличению объемного коэффициента полезного действия контактирующих устройств. Стремление увеличить производительность оборудования при одновременном сокращении капитальных затрат и эксплуатационных расходов привело к разработке большого числа новых контактирующих устройств и к замене старых, классических (например, насадочных и колпачковых) новыми, более совершенными контактирующими устройствами. [c.130]

Что касается поверхности контакта фаз, то равенство ее для модельного и промышленного аппаратов безусловно является необходимым условием моделирования. Поскольку при барботаже размер пузырей не зависит от диаметра аппарата, а влияние пристенного эффекта на удельную поверхность контакта фаз при Z)aim>0,4 м невелико [1], по-видимому, диаметр модельного аппарата может быть принят близким к указанному. По данным, приведенным в работе [182], объемный коэффициент массоотдачи в барботажном слое весьма незначительно изменяется с увеличением диаметра аппарата Dann- Для насадочных аппаратов поверхность контакта фаз также не должна изменяться с увеличением диаметра при условии сохранения тех же скоростей потоков и размера насадочных элементов. [c.172]

Гидравлическое сопротивление пленочных и насадочных аппаратов с большей (в случае 1шеночных абсорберов) или меньшей (для насадочных) точностью можно определить с использованием традиционно применяемого уравнения Дарси-Вейсбаха (2.17). Трудность здесь — в определении эквивалентного диаметра каналов для прохода газа и в неточности определения коэффициентов гидравлического сопротивления в присутствии жидкостного потока. [c.966]

В настоящее время определились три подхода к созданию кинетического расчета и осуществлению моделирования хемосорбционных процессов. Первый из них заключается в использовании зависимостей, основанных на эмпирических коэффици ентах массопередачи. Однако, поскольку представления о кинетике процесса, привычные для чисто массообменных процессов, в данном случае не пригодны, экстраполяция эмпирических значений Кг о. связана со значительными погрешностями. Эмпирический подход не отражает физической сущности процесса и не может объяснить, например, сильную зависимость коэффициента массопередачи при хемосорбции от концентрации передаваемого компонента в газе в барботажных колоннах и в насадочных аппаратах. Так, в аппарате с седловидной насадкой изменение Лг только с 10 до 20% (об.) приводит при определенных условиях к снижению К/а приблизительно на 307о. Количественно уменьшение К/а зависит от области протекания химической реакции, однако использование эмпирических значений Кг а при экстраполяции в сторону больших Лг приведет к существенной ошибке. В то же время следует отметить значительно более слабый характер указанной зависимости в аппаратах пленочного типа. Поэтому если мы воспользуемся эмпирической зависимостью /Сг й(Лг), найденной, скажем, в опытах на барботажной колонне, для моделирования аппарата пленочного типа, то погрешность может быть велика, причем высота моделируемого аппарата может быть завышена и занижена в зависимости от направления экстраполяции. [c.164]

Как следует из материала рассмотренной главы, применение указанной методики позволило решить ряд важных практических задач в области расчета процессов, протекающих в химико-технологической аппаратуре. Так, развит прямой метод исследования гидродинамической структуры потоков в аппаратах на основе специфических свойств неустаповивпшхся течений жидкостей и газов в насадке и пористой среде установлен характерный для насадочных колонн гидродинамический эффект, проявляющийся в наличии экстремальной зависимости статической удерживающей способности от нагрузок по фазам на аппарат созданы методики и получены расчетные формулы для определения важнейпшх гидродинамических параметров структур потоков — коэффициентов продольного перемешивания, относительных объемов проточных и застойных зон, коэффициентов обмена между проточными и застойными зонами. Результаты исследования гидродинамической структуры потоков в насадке положены в основу анализа динамики процесса абсорбции в насадочных колоннах, оценки управляемости по каналам гидродинамики и массообмена и синтеза оптимального управления этими аппаратами. [c.433]

Теорию обновления поверхности при быстрой реакции применительно к процессу в насадочных аппаратах можно иллюстрировать следующим образом. Вдоль насадки стекает жидкость. Процесс массообмена (например, абсорбции) сопролождастся мгновенной реакцией. В месте стыка двух соседних элементов насадки возможно более илп менее полное перемешивание жидкости. В это время на поверхности насадки образуется неперемешивающийся слой толщиною dx, близкий к поверхности раздела фаз. Обозначим через т время диффузии в соответствии с гипотезой полного перемешивания, а Dl — коэффициент диффузии абсорбируемого компонента. Возможны два случая [c.146]

При анализе работы насадочных аппаратов обычно исходят из следующей модели движения потоков пара (газа) и жидкости в слое насадки. Полагают, что пар движется по извилистым каналам,-имеющим переменное сечение. Если площадь сечения колонны S, высота слоя насадки Z и свободный объем F e, то объем каналов, по которым движется пар, составит SIF b- Средняя длина каналов может быть выражена в виде произведения 1к, где к — коэффициент, учитывающий извилистость каналов. С учетом этого среднее сечение каналов [c.72]

С целью обобщения данных по массо- и теплообмену с поверхности твердых сферических тел и капель составлен сводный график изменения Рср и ср лля широкого диапазона изменений числа Ке (рис. 4). Выявлены повышенные значения коэффициентов тепло- и массообмена на участке неустаиовившегося движения за счет турбу-лизации пограничного слоя диспергированных частиц в рабочей зоне факела. Аналогичные явления ранее отмечены в насадочных аппаратах в режиме подвисания. [c.161]

Проверку адекватности математического описания нестационарного процесса абсорбции в насадочной колонне и определение влияния различных факторов на характер переходных процессов в аппарате производили путем сравнения экспериментальных и расчетных динамических характеристик системы для хорошо-, средне- и плохорастворимых газов (соответственно системы N113—1120, ЗОа—НаО, СОа—Н2О). Для системы N113—Н2О равновесные данные рассчитывали по формуле [51]Ig т=4,705—1922/Г для системы СО2—Н2О — по формуле [52] т = 2АЬ/ а- Ь Р) для системы ЗОз—Н2О — по формуле [53] с = Р1о,1т) К РЬо п, где т — константа равновесия а, Ь — постоянные коэффициенты Т — абсолютная температура — константа равновесия реакции [c.422]

Основным недостатком пленочных аппаратов является сложность конструкции. Поэтому они не находят широкого применения в промышленности. Наибольшее распространение среди пленочных абсорберов получили насадочные аппараты, которые отличаются простотой конструкции, надежностью в работе при изменении нагрузок и высокими значениями коэффициентов массо-передачн. Скорость газа в этих аппаратах не велика (до 1,5 м/с), [c.144]

Нормальный режим работы аппарата устанавливается при пропускной способности по газу 30 000 нм ч (приведенная скорость газа—0,08 м1сек). Объемный коэффициент массопередачи в тарельчатом абсорбере в 3—4 раза превышает коэффициент для насадочного абсорбера (при сравнимых условиях). Это объясняется увеличением удельной поверхности в тарельчатом абсорбере по сравнению с насадочным. Сопротивление тарельчатого абсорбера на 0,2 атм выше сопротивления насадочного аппарата. [c.124]

Коэффициент абсорбции Кгб сильно зависит от линейной скорости газа пи и интенсивности перемешивания I в зоне контакта фаз. С ростом дай / интенсифицируются процессы обновления поверхности контакта фаз (см. разд. 5.7.3). Поверхность контакта фаз Р зависит от размера элементов насадки в насадочных аппаратах, размера капель в аппаратах распыливающего типа и др. (см. разд. 6.8.1). Максимальные значения Р достигаются при пенном режиме взаимодействия жидкой и газовой фаз. В этом случае обеспечиваются и благоприятные условия для интенсивного обновления поверхости контакта, а следовательно, и для роста /Саб. [c.189]

Полную смоченность орошаемой поверхности можно получить также при применении центрально установленных разбрызгивающих устройств других типов, создающих круговую симметрию распределения, например при вращении разбрызгивающих жидкость перфорированных оросителей или при установке цельнофакельных форсунок, иногда применяемых в качестве оросителей наса-ЖС1П1ЫХ колонн (см. стр. 173). Во всех этих случаях качество распределения жидкости может оцениваться к0 )ффицие11Т0м УС, взятым на всей орошаемой поверхности или на некоторой ее части, как это показано пиже при рассмотрении распределения жидкости разбрызгивающими звездочками и перфорированными полусферами иа различных режимах их работы. Коэффициент х удобно применять и в случае разбивки смачиваемой поверхности на одинаковые участки прямоугольной, квадратной и други.х форм. Поскольку степень равномерности распределения жидкости по торцу насадки существеиио влияет на эффективность работы насадочных колонн, достигаемые при установке того или и(юго разбрызгивателя значения х могут быть увязаны с эффективностью работы аппарата. [c.66]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология