Коэффициенты массоотдачи и массопередачи при абсорбции

Так как надежных уравнений для однозначного определения коэффициента массопередачи нет, выполним второй вариант расчета, используя эмпирические уравнения для объемных коэффициентов массоотдачи [53] (абсорбция 80г водой в колонне, заполненной кольцами). [c.353]

Для подтверждения аддитивности диффузионных сопротивлений при массопереносе по уравнениям (3) и (4) рассчитаны коэффициенты массоотдачи при абсорбции ЗОа водой из воздуха и по уравнению аддитивности (I) —общий коэффициент массопередачи в жидкой фазе. Получено удовлетворительное совпадение расчетных значений Ko.Xf с экспериментальными. [c.46]

Коэффициент массопередачи при хемосорбции рассчитывается через коэффициенты массоотдачи при физической абсорбции по формуле [c.28]

При абсорбции хорошо растворимых газов, в частностя при поглощении хлористого водорода водой, основное сопротивление массопередаче сосредоточено не в жидкой, а в газовой фазе. Поэтому величина коэффициента массопередачи близка к значению коэффициента массоотдачи в газовой фазе и мало зависит от величины коэффициента массоотдачи в жидкой фазе, определению которого посвящен данный пример. (Прим. ред.) [c.290]

Изучается массообмен в наиболее распространенных тарельчатых аппаратах. В литературе [3] рекомендуются формулы для определения коэффициентов массоотдачи и массопередачи для этих аппаратов, нуждающиеся в уточнении. Поэтому исследование массообменных процессов (абсорбции и ректификации) и расчет массообменных аппаратов до настоящего времени проводят с точки зрения статики процесса кинетические особенности процесса учитываются введением эмпирического коэффициента эффективности (коэффициента обогащения или коэффициента полезного действия) тарелки. [c.45]

Р — поверхность абсорбции (массопередачи) р — коэффициент массоотдачи от газа к жидкости [c.187]

Сравнение коэффициентов ускорения массопередачи (или скорости абсорбции), рассчитанных по уравнению (2.40) и найденных экспериментально, выполнено для различных физикохимических систем и аппаратов. Исследована массопередача как с необратимой, так и с обратимой химической реакцией. Коэффициенты массоотдачи Рж определены из расчета и экспериментально, причем в отдельных экспериментах одновременно измеряли скорость хемосорбции. В подавляющем большинстве случаев достигнута удовлетворительная для инженерных целей сходимость расчетных и экспериментальных значений скорости массопередачи с химической реакцией (или у) [5, 6, 11, 47, 48, 63, 78]. Приведем некоторые результаты. [c.57]

В качестве основной модели, позволяющей исследовать воздействие вращательного движения на массопередачу в газожидкостных системах, в настоящей работе выбрана модель с кольцевым зазором между двумя вертикальными цилиндрами, из которых внешний неподвижен, а внутренний вращается. Исследование проводилось на процессах абсорбции и ректификации. При этом всесторонней проверке подвергся принцип аддитивности диффузионных сопротивлений, являющийся основой рассмотрения массообменного акта в различных условиях. В этой связи следует упомянуть об апробировании различных методов получения информации о протекании массопередачи в каждой из взаимодействующих фаз, в том числе прямого измерения коэффициентов массоотдачи в экстремальных случаях (при абсорбции двуокиси углерода водой, абсорбции аммиака кислотой) и использования разнообразных методов разложения общего коэффициента массопередачи (при ректификации). [c.9]

В работе [205] также было обнаружено диффузионное сопротивление в жидкой фазе при абсорбции аммиака водой и отсутствие его — при абсорбции растворами соляной кислоты. Опыты были проведены в различных гидродинамических режимах. Как видно из рис. П-12 и 11-13, при абсорбции аммиака растворами кислоты коэффициент массоотдачи Ру действительно не зависит от числа Rea . В то же время изменение коэффициента массопередачи Коу с увеличением Re указывает на существование диффузионного сопротивления со стороны жидкой фазы при абсорбции аммиака водой, причем доля этого сопротивления, как видно из рис. П-12, при определенных условиях (небольших значениях Re ) достаточно велика. [c.81]

Рис. П-35. Зависимость коэффициента массопередачи Коу и коэффициента массоотдачи Ру от окружной скорости ротора при абсорбции аммиака водой (Я=0,60 м, Ре. = 200)

Как было указано выше, изучение массопередачи в жидкой фазе проводили на процессе абсорбции двуокиси углерода водой, который характеризуется тем, что диффузионное сопротивление массообмену полностью сосредоточено в жидкой фазе [166, 240]. Следует отметить, что в литературе отсутствуют данные по абсорбции малорастворимых газов в пленке жидкости, стекающей по внутренней стенке колонны с цилиндрическим ротором. При ректификации диффузионное сопротивление со стороны жидкой фазы хотя и ощутимо, но относительно невелико. Поэтому прямое определение коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе в процессе абсорбции становится очень важным. [c.107]

Процессы массопередачи в аппаратах пленочного типа изучались многими исследователями в основном на маловязких системах в условиях испарения чистых жидкостей, абсорбции и десорбции различных газов или в условиях дистилляции и ректификации. Большинство исследователей выражают массопередачу в газовой фазе в пленочном аппарате через коэффициент массоотдачи для газовой фазы [c.140]

Кинетика процессов абсорбции рассматривалась ранее в виде общей теории массообменных процессов. Для насадочных абсорберов (рис. 5.22) с непрерывным контактом фаз величины необходимой поверхности массопередачи или общее число единиц переноса для процессов абсорбции определяются по уравнениям (5.42) и (5.49) средняя по массообменной поверхности движущая сила процесса при линейной равновесной зависимости вычисляется по уравнению (5.52) коэффициент массопередачи находят через величины коэффициентов массоотдачи в газовой и в жидкой фазах, согласно формуле (5.36) и т. п. [c.393]

В процессах абсорбции, по механизму массопередачи аналогичных процессам ректификации, указанная ситуация складывается при поглощении плохо растворимого газа. В этом случае определяющим фактором является скорость переноса поглощаемого вещества в жидкости. При к С значение Коп лимитируется значением коэффициента массоотдачи в паровой фазе. Такое положение имеет место при абсорбции хорошо растворимого вещества. Поскольку скорость переноса в жидкой фазе велика, определяющую роль играет перенос в газовой фазе. [c.30]

В литературе [62] приводятся уравнения для некоторых газов, по которым можно рассчитать значения /(. Коэффициент массопередачи К можно также рассчитать исходя из частных коэффициентов массоотдачи для газового и жидкостного ламинарного слоя и кж-Если движущая сила процесса абсорбции в ур-нии 10,4) выражена через концентрации в газовой фазе (Ау), то общий коэффициент массопередачи определяют по уравнению [c.369]

При обработке результатов исследований по абсорбции ЫНз на ситчатой тарелке учтено влияние жидкой фазы на коэффициент массопередачи. Коэффициент массоотдачи получен расчетным путем из уравнения аддитивности (2). [c.46]

Сопоставление экспериментальных значений коэффициентов-массопередачи в условиях абсорбции среднерастворимого газа (ЗОг) с расчетными, полученными на основе частных коэффициентов массоотдачи по уравнениям (1) и (2), подтвердило аддитивность фазовых сопротивлений в условиях нисходящего вращающегося двухфазного потока на струйной тангенциальной тарелке. [c.53]

В уравнениях (1,192)—(1,197) приняты следующие обозначения К[а, К а — объемные коэффициенты массоотдачи в фазах К та, Ко а — объемные коэффициенты массопередачи физической абсорбции, отнесенные к движущим силам по фазам г — координата по высоте колонны. [c.64]

Исследование массопередачи в газовой фазе, проведенное на системе аммиачно-воздушная смесь — вода (абсорбция), показало, что для тарелок, у которых длина пути жидкости не слишком мала, коэффициенты массоотдачи к а являются функцией двух гидравлических параметров скорости газа в колонне и статического слоя жидкости и выражаются уравнением [c.79]

В качественном смысле необходимое число единиц переноса характеризует степень трудности реализации процесса разделения. Для достижения высокой степени абсорбции требуется большое число единиц переноса. Подобным же образом, высота единицы переноса является показателем относительной легкости, с которой в данной колонне или на данной насадке можно осуществить массопередачу. Как видно из уравнения (9.61), большой коэффициент массоотдачи и большая площадь поверхности контакта фаз на единицу объема обеспечивают малое значение На- Количественно интерпретировать величину N0 можно в некоторых частных случаях. Рассмотрим, например, разбавленный газ, для которого рабочая и равновесная линии есть параллельные прямые, так что разность У —К, примерно постоянна. Уравнение (9.63) дает [c.465]

У и (У - Кг)ау Следовательно, при этом одна единица переноса соответствует высоте слоя насадки, на которой состав газа изменяется на величину, равную средней движущей силе массопередачи. Существует другой способ описания скорости абсорбции, основанный на применении коэффициента массоотдачи в жидкой фазе [уравнение (9.51)]. Материальный баланс для абсорбированного компонента определяется следующими уравнениями [c.465]

Коэффициент массоотдачи в газовой фазе брался из наших экспериментальных данных по абсорбции SOg серной кислотой. Коэффициент массопередачи абсорбции SO3 олеумом определялся экспериментально (при той же скорости газа, плотности орошения и т. д.). Значения коэффициентов Генри для олеума, содержащего 20—21% свободного SOg, определялись из равновесных данных по давлению SOg над олеумом [ ]. При температуре 55° величина Н составляет 20.6 кг/м мм рт. ст. [c.242]

Показано, что с увеличением концентрации жидкой фазы коэффициент массопередачи уменьшается. Определены коэффициенты массоотдачи в жидкой фазе при абсорбции SO3 олеумом и примерно оценено сопротивление жидкой фазы. [c.243]

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]

Коэффициенты массоотдачи определяют косвенными методами (с. 147). Поэтому возникает вопрос могут ли коэффициенты массоотдачи, найденные в некоторых стандартных условиях (например, при испарении чистой жидкости для Рг или при абсорбции плохо растворимого газа для Рж). служить основой для определения коэффициентов массопередачи в сложном процессе, когда играют роль сопротивления обеих фаз [c.110]

Величина На—безразмерный критерий, называемый числом Хатта величина k.L=DJxi —коэффициент массоотдачи через жидкостную пленку без учета химической реакции величина = Hafe z.—соответствующий коэффициент с учетом протекания реакции. Таким образом, число Хатта является поправочным коэффициентом, позволяющим определить коэффициент массопередачи при абсорбции химически активным поглотителем, если известен коэффициент массопередачи при абсорбции химически инертным поглотителем. [c.191]

Пример 6. Определить коэффициенты массоотдачи, общую высоту единицы переноса и коэффи1,иент массопередачи для процесса абсорбции в насадочной К0л(1нне, рассмотренного в Примерах 3 и 5. [c.52]

Для расчета поверхности абсорбции по уравнению (8. 1) требуется знать коэффициепт массопередачи К. Как было показано раньше, в o6niOM случае коэффициент массопередачи зависит от коэффициентов массоотдачи pi и рз [см. уравнения (1. 56) и (1. 57) . Коэффициент же массоотдачи на основании теории подобия определяется при помощи критериальной зависимости (1. 51) [c.244]

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]

Часто такой же массообмен осуш ествляется в других аппаратах, главным образом в колонных, в процессах абсорбции, ректификации и экстракции. В настоящее время для колонных аппаратов выполнено очень большое количество экспериментальных исследований, целью которых было определение коэффициентов массоотдачи и массопередачи, а также получение корреляционных уравнений для вычисления этих коэффициентов. К сожалению, полученные уравнения нельзя использовать для аппаратов с мешалками, так как они действуют иначе, чем полочные аппараты. На полке колонны перемешивание жидкости происходит благодаря кинетической энергии движущегося потока, например газа, в то время как в аппарате с мешалкой перемешивание обусловлено подводом механической энергии извне с помощью мешалки. Диспергирование одной из фаз в аппарате с мешалкой также протекает иначе. В колонне это обычно происходит на соответствующим образом перфорированной перегородке (полке), тогда как в аппарате с мешалкой — в основном благодаря работе мешалки. Дополнительную трудность представляет определение скорости фаз в аппарате с мешалкой. Поле скорости жпдкости здесь очень сложное, и единственной величиной для сравнения в этом случае может служить окружная скорость конца лопаток (лопастей) мешалки. Дополнительную трудность в обобщении экспериментального материала для аппарата с мешалкой вызывает таклче большое количество конструктивных вариантов этих аппаратов. [c.308]

Рещ1ркуляц11я абсорбента. При малых расходах Ь, т.е. при низких плотностях орошения Ь/(/ р) абсорбента, жидкости может оказаться недостаточно для хорошего смачивания элементов насадки. В этом случае в массообмене участвует лишь часть ( активная ) поверхности насадочных тел / а < Г. Отсюда — низкая эффективность работы аппарата в целом. При рециркуляции абсорбента в работу включается дополнительная поверхность контактирования жидкости и газа, так что Г. Кроме того, растет коэффициент массоотдачи в жидкой фазе за счет турбулизации пленочного течения такой рост особенно эффективен в случае низкой пропускной способности Если при этом увеличение пропускной способности стадии массоотдачи И массопередачи в целом кхР (или куР) компенсирует уменьшение движущей силы и дополнительные затраты энергии на перекачку абсорбента снизу вверх, то рециркуляция абсорбента оправдывает себя. Ее применение также целесообразно при необходимости отвода большой теплоты абсорбции на линии возврата абсорбента устанавливают холодильник (на рис. 11.20, а не показан). О необходимости поддержания рабочей температуры процесса за счет охлаждения жидкости подробнее см. в разд. 11.2.2. [c.937]

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]

В большинстве случаев теоретическое определение коэффициентов массоотдачи проводят, рассматривая процесс массопереноса для каждой фазы в отдельности вне частицы (внешняя задача) или внутри частицы (внутренняя задача). Фактически это означает, что при решении задачи не учитывается влияние массопереноса в одной фазе на скорость массопереноса в др)той. Очень часто такая постановка вполне допустима. Во многих практических задачах перенос массы в одной из фаз либо вовсе отсутствует (растворение твердой частицы или пузырька однокомпонентного газа (пара) в жидкости, испарение капли однокомпонентной жидкости в газовом потоке и т. п.), либо скорость его значительно выше, чем во второй фазе. В последнем случае говорят, что процесс массопередачи лимитируется сопротивлением второй фазы. Так, при абсорбции хорошо растворимых газов и паров (NH3, НС1, HF, SO2, SO3, этанол, ацетон и др.) из газовой смеси водой в барботажных аппаратах скорость массопередачи лимитируется скоростью диффузии этих газов в пузырьках. Наоборот, процесс массопередачи при водной абсорбции плохо растворимых газов (О2, СО2, NO, N2O) лимитируется сопротивлением водной фазы. В обоих указанных случаях концентрацию переносимого компонента на межфазной поверхности со стороны г-й фазы можно считать известной и равной концентрации, находящейся в равновесии с постоянной концентрацией компонента во второй фазе. Таким образом, для решения уравнения (5.3.1.1) можно использовать граничное условие 1-го рода (см. подраздел 5.2.2). Это существенно упрощает решение задачи. В экспериментах определяют обычно не коэффициенты массоотдачи , (см. уравнение (5.2.4.1)), а коэффициенты массопередачи К(, определяемые уравнениями (S.2.6.2.). Однако проводить эксперимент стараются таким образом, чтобы массоперенос во второй фазе либо отсутствовал, либо протекал значительно быстрее, чем в первой фазе. Тогда коэффициент массоотдачи в первой фазе будет равен экспериментально определенному коэффициенту массопере- [c.274]

Однако не все имеющиеся экспериментальные данные подтверждают указанные рассуждения. Имеется только одна работа [45], в которой было показано, что процесс абсорбции аммиака водой в пузырьковой колонне при лимитирующем сопротивлении газовой фазы описывается моделью Кронига и Бринка [36]. Это означает, что безразмерный коэффициент массоотдачи должен быть близок к Sh = 17,9 и значительно выше значения Sh =6,56, вытекающего из модели чистого молекулярного переноса. По данным [46], так же быстро протекает процесс водной абсорбции хлороводорода. На пузырьках с 8, = 4 мм почти полное извлечение ( 99,5 %) достигалось при Fo = 0,25 (высота слоя жидкости 2 см). Если предположить, что степень извлечения в момент образования пузыря составляла 30-50 %, то эти данные дают значение Shoo = 12,3 13,2. При абсорбции уксусной кислоты дистиллгфованной водой [46] пузырями с 8э = 4 мм получено значение Sh = 6. В то же время добавление в воду щелочи в количестве 0,5 масс. % приводило к существенному ускорению массопередачи в пузыре. Практически полное извлечение достигалось так же, как и в случае водной абсорбции НС1, на высоте 2 см. [c.285]

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]

Влияние химической реакции в жидкой фазе на коэффициент массопередачи в насадочной колонне описывают Данквертс и Кеннеди. Они проверяют применимость теории проницания (либо в виде предположения Хигби о времени контакта жидкости, либо в виде допущения Данквертса об обновлении поверхности). Авторы измеряли скорость абсорбции СОг раствором NaOH в насадочной колонне диаметром 100 Мм. с фарфоровыми кольцами Рашиг 1 12X12 мм. Определялись также коэффициенты массоотдачи без реакции k a в нереагирующем растворе, физические свойства которого бЫли аналогичны свойствам раствора NaOH. [c.423]

В дисковой колонне 41], которая рассматривается как модель насадочной башни, изучена кинетика абсорбции SO3 серной кислотой [27, 40]. Исследовано влияние основных параметров процесса — скорости газа, плотности орошения, температуры, концентрации газа и кислоты. Определены коэффициенты массопередачи и рассчитаны коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазах. Предложены уравнения для расчета коэффициентов массоот-дачи [42]. [c.19]

Кинг установил [140], что для средних значений коэффициентов массопередачи и массоотдачи, отнесенных ко всей поверхности соприкосновения фаз, аддитивность может не соблюдаться, если коэффициенты массоотдачи изменяются вдоль поверхности так, что отношение сопротивлений фаз т г/Рж не остается постоянным. Обычно отклонения от аддитивности невелики и в зависимости от принятой модели механизма переноса массы не превышают 10%. Более значительные отклонения (до 507о) возникают в тех случаях, когда поверхность контакта состоит из элементов с двумя различными возрастами при этом истинное значение Кт ниже вычисленного на основе аддитивности. Этим автор объясняет различия в эффективной поверхности, найденные при испарении чистых жидкостей и абсорбции хорошо растворимых газов, а также при протекании химической реакции (с. 377 и 378). [c.110]

Из уравнений, описывающих процесс массопередачи (гл, XI), известно, что коэффициент диффузии О в газах пропорционален Г / , отношение О/Т пропорционально Г , вместе с увеличением температуры увеличивается вязкость газов, следовательно, должна увеличиваться и толщшга пограничного слоя X. Наблюдается, таким образом, противоположное влияние параметров О/Т и X. Как показали исследования Ковальке [6], преобладает влияние вязкости, причем коэффициент массоотдачи /г г незначительно уменьшается с увеличением температуры. Таким образом, повышение температуры влияет неблагоприятно на коэффициент массоотдачи газа, так же как и на равновесие. Так как в уравнении (14-65) кг и У—Уа находятся в знаменателе, то для сохранения постоянного процента извлечения газа при повышении температуры процесса требуется увеличение высоты колонны. Поэтому абсорбцию хорошо растворимых компонентов, когда решающим является сопротивление газа, необходимо проводить при возможно низкой температуре. [c.773]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология