Способ массообмена

По способу организации поверхности контакта фаз массообменные аппараты можно подразделить иа три основные группы [c.56]

При расчете массообменных процессов переход от теоретических тарелок к реальным вызывает определенные затруднения, которые преодолеваются привлечением понятия коэффициента полезного действия тарелок. Коэффициент полезного действия теоретической тарелки равен единице, поскольку это идеальная тарелка. К. п. д. реальных тарелок меньше единицы, поэтому число реальных тарелок всегда больше числа теоретических тарелок, рассчитанного описанным способом. [c.78]

Противоток веществ. Противоток является рациональным способом максимального использования исходных веществ в гетерогенных системах (за исключением твердое — твердое), когда фазы не очень измельчены и значительно отличаются по плотности, что способствует быстрому их разделению. Если эти условия соблюдены, можно перемещать в противоположных направлениях потоки различных веществ, между которыми происходит массообмен. Принцип противотока иллюстрируется схематично рис. 1Х-6. [c.357]

Осуществление термотехнологических процессов в рабочих камерах печей является печным способом получения целевых продуктов за счет превращения исходных материалов при тепловом воздействии на них. К ним относятся следующие виды целенаправленных процессов физические, химические, биохимические, микробиологические, коллоидные и массообменные. [c.16]

Отдельные стадии химического производства содержат обычно различные типовые процессы, объединяемые назначением. Например, стадия химического превращения содержит реакторы различного типа, стадия выделения — различные массообменные (преимущественно) процессы, стадия подготовки сырья — обычно наиболее разнородную группу типовых процессов в зависилюсти от агрегатного состояния и степени подготовленности сырья. Это могут быть и массообменные процессы (абсорбция, адсорбция) для очистки от нежелательных сопутствующих газовых примесей, гидродинамические процессы для разделения неоднородных гетеро-фазных систем, механические процессы и т. д. Поэтому в дальнейшем будет рассматриваться не эта группа процессов отдельно, а лишь составляющие ее способы в стадиях химического превращения и выделения продуктов химических реакдий. [c.81]

Трудность применения моделей структуры потоков состоит в том, что их параметры определяются по экспериментальным данным, в частности, по кривым отклика. А это предполагает наличие живой модели, что при решении проектных задач часта не представляется возможным. В связи с этим целесообразна при появлении новых конструкций массообменных элементов наряду с оценкой их эффективности по массопередаче устанавливать применимость типовых гидродинамических моделей в зависимости от нагрузок по фазам. Отсутствие таких данных затрудняет выдачу точных результатов цо гидродинамике, и поэтому подчас становится невозможным получить оценки применения различных моделей. Трудно получить и количественные оценки погрешностей от применения тех или иных моделей. Распространенным способом оценки гидродинамических моделей является расчет по предельным моделям, когда можно сделать вывод, что действительные значения находятся между граничными значениями. [c.317]

Заметим, что эффективности любой из моделей являются функциями матрицы коэффициентов массопередачи. Поэтому для расчета их необходимо использовать формулу (2-58). Формулы для вычисления эффективности других гидродинамических моделей движения жидкости можно найти в [471. Наряду с рассмотренным способом оценки разделительной способности допускается расчет по теоретическим ступеням разделения, при задании постоянных КПД тарелки по всем компонентам разделяемой смеси, при задании постоянных локальных КПД массообменных зон соответствующей гидродинамической структуры. [c.128]

При расчете массообменных процессов неравномерность распределения элементов потока на тарелках обычно учитывается по локальным характеристикам ограниченных объемов массообменного пространства, в пределах которых допускается идеализированное представление о механизме переноса вещества. Выделенные таким образом локальные объемы с однородными свойствами описываются типовыми гидродинамическими моделями. От числа, типа элементарных моделей и способа их взаимосвязей зависит точность описания структуры потоков в целом. Рассмотрим отдельные типовые модели структуры движения жидкости по тарелке ректификационной колонны. [c.87]

Эта группа массообменных процессов относится к специальным способам разделения и обычно аппаратурно состоит из собственно узла разделения и узла регенерации разделяющего агента. По сравнению с обычной ректификацией эти комплексы целесообразно применять в тех случаях, когда разделяемая смесь близкокипящая или содержит азеотропы (как гомогенные, так и гетерогенные), а также если температура верхнего продукта очень мала или температура низа очень высока для обычной ректификации. Так, например, если коэффициенты относительной летучести близки к единице, то целесообразно применять процесс экстрактивной ректификации, а при низкой температуре верхнего продукта - процесс абсорбции. [c.26]

Способ разделения (концентрирования) веществ путем выпаривания широко применяется в технологии неорганических веществ, пищевой промышленности. Он заключается в отделении летучих компонентов (чаще всего воды) от высококипящих остатков в аппаратах барботажного типа. Выпаривание - достаточно энергоемкий процесс. Для снижения энергозатрат обычно организуются многоступенчатые технологические установки, работающие под различным давлением с целью использования вторичного парового потока. Математическое описание такого процесса должно содержать все элементы, свойственные массообменным процессам кинетику массопереноса, гидродинамику потоков, фазовое равновесие, а также алгоритмы решения системных вопросов, связанных с рациональным выбором давлений в отдельных аппаратах и перераспределением потоков продукта и вторичного пара. Ниже приведено сравнение различных способов разделения [c.36]

Широкое распространение получил также способ интенсификации технологического процесса, не требующий изменений в конструкции аппарата, путем создания нестационарности температурных полей (для реакторов) либо парожидкостных потоков (для массообменных аппаратов). [c.103]

Тарельчатые колонны имеют то преимущество, что их нагрузку можно снижать до очень низких значений, при этом их разделяющая способность даже увеличивается. Насадочные же колонны имеют определенную минимальную нагрузку, при которой еще обеспечивается противоточный массообмен. В промышленности во многих случаях колонны регулируют по перепаду давления во избежание захлебывания и для поддержания оптимальной нагрузки. Этот способ успешно применяют также для регулирования лабораторных установок (см. разд. 8.4.2). [c.164]

Общие кинетические уравнения (VII. 22) и (VII. 23) в каждом конкретном случае принимают определенный, иногда сложный, вид в соответствии с характером движущей силы АС, способами выражения поверхности контакта фаз Р, факторами, влияющими на коэффициент скорости процесса к. Эти уравнения служат основой расчета реакторов и массообменных аппаратов. Для этого необходимо в первую очередь знать численное значение коэффициента скорости процесса к — наиболее характерного показателя эффективности работы аппаратов. Основная сложность разнохарактерного влияния многих независимых переменных на скорость процесса учитывается именно параметром к. [c.158]

Тепло- и массообмен между газом и распыленной жидкостью отличаются высокой интенсивностью, обусловленной развитой поверхностью фаз, большими значениями движущих сил и коэффициентов тепло- и массопереноса. Процесс можно вести непрерывно и с большой скоростью, поэтому сушка распылением по сравнению с другими способами сушки позволяет сэкономить время, средства и рабочую силу. Это подтверждается приведенными в табл. 3.1 данными по сравнительной стоимости системы сушки каолиновой глины. [c.147]

Для интенсификации процессов тепло- и массообмена при распылительной сушке жидких материалов успешно используют методы увеличения относительных скоростей движения фаз и объемных коэффициентов теплообмена путем более эффективного использования объема сушильной камеры. Этот способ интенсификации тепло- и массообменных процессов следует считать весьма перспективным, так как при этом значительно уменьшаются габариты сушильной камеры, упрощается конструкция аппарата, улучшается аэродинамический режим. [c.151]

Способы представления данных по тепло- и массообмену [c.80]

СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ ПО ТЕПЛО- И МАССООБМЕНУ [c.81]

На рис. 11-4 показаны возможные варианты выражения движущей силы массообменных процессов при различных направлениях перехода распределяемого вещества. Поскольку концентрации распределяемого вещества можно выражать любыми способами, важно подчеркнуть, что во всех случаях движущей силой процесса будет разность между рабочей и равновесной концентрациями, взятая с положительным знаком. [c.253]

При расчетах массообменных процессов могут применяться и другие способы выражения состава смеси. Например, содержание компонентов могут определяться относительно одного из них или содержание компонентов на единицу массы (объема) растворителя и АР- [c.24]

Эффективность насадочных и тарельчатых колонн во многих случаях может быть повышена за счет применения пульсирующих потоков. Существует два способа введения низкочастотных колебаний в массообменные аппараты первый основан на создании возвратно-поступа-тельного движения контактирующих фаз, такие аппараты называются пульсационными] второй предусматривает низкочастотные колебания контактных устройств внутри аппаратов, которые называются вибрационными. [c.323]

Подбор и расположение материала в книге таковы, что в ней последовательно рассмотрены основные типовые процессы химической технологии (гидродинамические, тепловые и массообменные), причем основное внимание уделено течению жидкостей, теплопередаче и расчету теплообменников, основам массопередачи в системах газ — жидкость, пар — жидкость, и жидкость — жидкость. Специальная глава посвящена аппаратам колонного типа ввиду их широкого распространения в химической промышленности. В книгу включены также главы, имеющие общее значение для расчета различных процессов. В них рассматриваются некоторые математические методы, используемые в технико-химических расчетах, способы составления материальных балансов и ведения процесса в стационарном и нестационарном режимах. [c.11]

Аналогия существует между электрическими, тепловыми и массообменными процессами, а также между гидродинамическими, тепловыми и массообменными процессами. Поэтому при исследовании тепловых, массообменных или гидродинамических процессов можно использовать более простые и в каком-либо отношении более удобные, чем натура, модели, в которых протекает совсем другой физический процесс. Единственное условие применимости такого способа исследования заключается в том, что оба процесса должны описываться одинаковыми по виду дифференциальными уравнениями. Так, например, электротепловая аналогия может быть применена путем использования описанного выше метода электролитической ванны для исследования полей температур в реакционных аппаратах. [c.75]

Определение высоты насадки. Рабочая высота насадки может быть определена любым из способов, описанных в главе X для массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз. Как отмечалось, расчет на основе числа единиц переноса [см. уравнения (Х,78) и (Х,78а)1 можно выполнить графоаналитическим или графическим методами, описанными на стр. 415. [c.499]

Определение рабочей высоты колонны. Рабочая высота колонны, равная расстоянию между крайними тарелками, находится различными способами, указанными в главе X для массообменных аппаратов со ступенчатым контактом фаз. [c.500]

Определенные требования на выбор варианта аппаратурного оформления процесса культивирования микроорганизмов накладывает величина объема выпуска продукции. При создании крупно-тоннажных биореакторов большого объема (до 1000 м и более) могут оказаться неприемлемыми технические решения, эффективные для небольших по объему аппаратов. Так, трудности в разработке мощных приводов для механических перемешивающих устройств обусловливают переход к промышленным биореакторам с распределенным вводом энергии с использованием нескольких приводов, что в свою очередь затрудняет решение вопросов стерильности, механической надежности и т. д. Характерной особенностью конструкций биореакторов является выбранный принцип перемешивания среды, определяющий способ ввода энергии, а в ряде случаев и эффективность массообменных процессов в аппарате. [c.196]

Второй способ упрощения, являющийся разновидностью первого, состоит в том, что число пространственных координат сокращается до одной. В качестве модели развития процессов переноса в направлении отброшенных координат принимаются эмпирические закономерности. Обычно это критериальные уравнения, позволяющие определить кинетические коэффициенты тепло- и массообмена и легко выразить объемные источники массы и энергии через параметры системы (2.2.1). Численные значения коэффициентов критериальных уравнений определяются на основе обработки экспериментальных данных или данных имитационного моделирования задач, полученных в приближениях пограничного слоя, с привлечением теории размерностей и подобия. Уравнение движения 3) в системе (2.2.1) исключается, а осевая скорость движения среды усредняется по сечению аппарата. Данный метод нашел широкое применение в инженерном подходе к моделированию теплообменных и массообменных аппаратов и представляется нам едва ли не единственным при построении полных математических моделей динамики объектов химической технологии. Его преимущества видятся не только в том, что при принятых посылках относительно просто достигается численная реализация математического описания, в котором учитываются причинно-следственные связи между звеньями и их элементами, но и в том, что открывается возможность формализации процедуры построения открытых математических моделей химико-технологических аппаратов. Эта процедура может быть выполнена в виде следующего обобщенного алгоритма. [c.36]

Математическая модель ХТС, как правило, представляется в виде комплекса вычислительных программ, включающего математическое описание процессов, аппаратов и оборудования, количественное представление потоков и описание способа связи между совокупностью аппаратов н агрегатов схемы. Необходимые для этой цели алгоритмы материальных и тепловых балансов практически всех видов оборудования, а также алгоритмы расчета процессов в массообменных аппаратах применительно к газо-переработке были рассмотрены выще. Кроме того, математическая модель ХТС должна быть обеспечена банком данных и оперативной информационной системой физико-химических и термодинамических свойств чистых компонентов и их смесей, представляющих собой обрабатываемые потоки в аппаратуре и оборудовании схемы. [c.313]

Другим возможным способом повышения четкости разделения является противоточная экстракция с орошением. В этом случае исходная разделяемая смесь подается в промежуточное сечение экстракционной колонны в нижней же ее части тем или иным способом изменяются условия взаиморастворимости компонентов, входящих в состав экстрактного раствора, в результате чего выделяется из раствора вторая, более легкая фаза, отличающаяся более низкой концентрацией извлекаемых компонентов, чем экстрактный раствор. Эта легкая фаза поднимается по колонне и обеспечивает противоточный массообмен с нисходящим экстрактным раствором. [c.219]

Большое влияние на распределение жидкости и массообмен оказывает также способ подачи орошения на насадку, в частности, число точек орошения (стр. 449). [c.434]

Массообменные способы удаления загрязнений [c.286]

Влияние рециркуляции. Одним из эффективных способов повышения четкости разделения масляных компонентов является возбуждение или ввод рециркулята в экстракционную колонЕту, В результате нарушения при этом межфазного равновесия усиливаются массообменные переходы из одной фазы в другую из экстрактного раствора выделяЕотся высокоиндексные компоненты как наименее растворимые в данном растворителе, увеличивая выход рафината из рафинатного раствора переходят в экстрактный ком — гоненты с более низким индексом вязкости, что приводит к повы — [c.242]

Разработку системы хронопрострапственных метрик сайта технологических процессов целесообразно осуществить на базе общепринятой классификации химико-технологических процессов. В основу этой классификации положена общность кинетических закономерностей, целенаправленность и способы осуществления процессов [269, 399]. В рамках этой классификации все процессы разбиты на пять классов гидромеханические, тепловые, массообменные механо-технологические, химические. Воздействие акустических колебаний на отдельные процессы этих классов может иметь разную степень результативности. В энциклопедии [429] отмечаются следующие уровни воздействия стимулирующие (акустическое воздействие является движущей силой процесса, например, акустическое диспергирование) интенсифицирующие (воздействие выступает как фактор, ускоряющий течение процесса, например, массообмен в акустическом поле) оптимизирующие (акустические колебания упорядочивают течение процесса, например, акустическое гранулирование). В табл. 4.1. приведена систематизация ГА-процессов, согласованная с общепринятой клас- [c.148]

Массообмен в зоне отрыва можно приближенно рассчитать, вос-пользовавишсь для функции тока в кормовой области сферы разложением типа (4.101). При этом формально считается, что в зоне отрыва образуется диффузионный пограничный слой и что в точке набегания потока со стороны отрывной зоны (точка т = тг) концентрация вещества равна концентрации вдали от сферы. Полный диффузионный поток определяется суммой потоков в пограничных слоях до точки отрыва и в зоне отрьганого течения. Такой приближенный способ учета массообмена в вихревой зоне был применен в работах [281, 286]. Следует однако отметить, что он носит весьма условный характер, так как ввиду наличия циркуляции жидкости в вихревой зоне граничное условие постоянства концентрации вдали от капли для этой области не вьшолняется. На рис. 4.11 кривая/характеризует массообмен твердой сферы. Штриховая часть этой кривой соответствует решению без учета массообмена в зоне отрыва. Заметим, что при фиксированных значениях Ре с изменением Ке от 0,5 до 100 коэффициент массообмена для твердой сферы возрастает примерно в 1,6 раза. На рис. 4.11 приведены также экспериментальные данные Гриффита [287] для капель с отношением вязкостей i =0,38 0,42 и 2,6. Для твердой сферы и капель жидкости в газовом потоке для массо- и теплообмена опытные данные в ряде работ [288-291] обрабатьшались в виде корреляционной зависимости [c.201]

Отмеченная выше неопределенность геометрии колонки мешает применению чисто молекулярно-кинетической трактовки явлений, происходящих в колонке. Поэтому наибольшее распространение получили более формальные способы рассмотрения работы колонки (при упрощающем допущении о линейности изотермы распределения)—теория эквивалентных тарелок Мартина и диффузионно-массообменная теория Ван-Димтера, приближенно учитывающая эти факторы с помощью так называемых эффективных полуэмпирических и эмпирических констант. [c.575]

При нротпвоточном способе экстрагирования происходит массообмен извлекаемого вещества между двумя встречными потоками — растворителя и масляного дистиллята, в результате чего постепенно нежелательные компоненты переходят в экстрактный раствор. Противоток избирательного растворителя и масляного дистпллята осуществляется пли в аппаратах ступенчатой. экстракции, состоящих из ряда смесителей и отстойников (рис. 10. 3), или в экстракционных колоннах (рис. 10. 4). [c.226]

В соответствии с выражением (1Х,13) были обработаны опытные данные Фриденберга по теплообмену между горизонтальными трубами и псевдоожиженными слоями мелких и легких частиц. Полученные результаты приведены на рис. 1Х-1, где по оси ординат вместо 81 8с отложена левая часть выражейия (IX,13) можно видеть близкое совпадение данных по тепло-и массообмену при надлежащем выборе способа их представления. По опытным данным Фриденберга найдено С — 2,0 0,4 т = = 0,56. [c.385]

Рассмотрим некоторые технологические способы обеспечения и повышения надежности аппаратов и машин при проектировании. Для повышения надежности и безопасности новых конструкций аппаратов следует принимать такие конструкции, которые обеопечивают равномерное распределение потоков, интенсивный тепло- и массообмен малое гидравлическое сопротивление отсутствие застойных гидроаэродинамических зон, в которых могут скапливаться, а также кристаллизоваться взрывоопасные или склонные к самопроизвольному разложению вещества, участвующие или образующиеся в технологических процессах надежное исключение пропусков одной среды в другую через поверхности уплотнений стойкость конструкционных материалов в условиях рабочих параметров среды и процессов ремонтоспособность, а также удовлетворяют ряду требований, вытекающих из особенностей технологического процесса в данном аппарате. [c.99]

Матричные методы, составляющие большинство известных методов расчета массообменных аппаратов и их комплексов, можно разделить на две группы по способу линеаризации балансовых соотношений. К первой группе относятся методы, в которых линейность достигается за счет использования численных значений параметров, определяющих нелинейность с предьщущих итераций. Типичным примером является метод Тиле и Геддеса, реализованный в матричной форме. Для него характерны трехдиагональная структура мат эицы системы уравнений баланса, простота хранения коэффициентов системы уравнений. Однако, являясь по скорости сходимости методом первого порядка, он в ряде случаев обладает слишком медленной скоростью сходимости или вообще не обеспечивает решения. Другим способом линеаризации является разложение функции (уравнения баланса) в ряд Тейлора до членов первого порядка. Полученная система уравнений решается методом Ньютона-Рафсона. Эти методы обладают квадратичной сходимостью, однако весьма чувствительны к начальному приближению. [c.79]

Очевидно, что для тарелки 1 (рпс. 7. 4) наибольшая разность фаз, вызывающая интенсивный массообмен, будет в левой ее части, куда поступает жидкость, и эта разность фаз уменьшается для рассматриваемой тарелки слева направо. Для следующей тарелки 2 условия массообмена изменяются аналогично справа налево. Естественно, что эффект от контактирования иаровой и жидкой фаз при их поперечном движении в значительной стенени зависит также и от схемы организации дви кения жидкости по тарелке, которая, как это следует из рис. 7. 3, может быть обеспечена различным способом. [c.199]

Процессы второй группы обязательно сочетаются с процессами первой группы например, в любом непрерывном процессе всегда присутствуют перемещение твердого материала, смещение или сепарация. В рассматриваемых процессах происходит тепло-, а иногда и массообмен между твердыми частицами и псевдоожижа-ющей средой — газом или жидкостью, а также теплообмен кипящего слоя со стенками аппарата либо погружными теплообменными поверхностями. В большинстве промышленных процессов используется псевдоожижение газом, тогда как псевдоожижение капельной жидкостью (например, при массовой кристаллизации, растворении, некоторых способах очистки сточных вод и др.) используется много реже. Наконец, в совмещенных процессах грануляции — кристаллизации одновременно участвуют твердая, жидкая и газовая фазы (псевдоожижающая среда). [c.209]

Способы кантактирования. Существует несколько способов контактирования нефтяного сырья с карбамидом из них наиболее эффективно перемешивание, применяемое на промышленных установках карбамидной депарафинизации. Длительность и интенсивность перемешивания существенно влияют на глубину извлечения из сырья комплексообразующих углеводородов. Время, необходимое для максимального извлечения твердых углеводородов, возрастает пропорционально росту вязкости сырья следовательно, при повышении температур выкипания нефтяной фракции скорость комплексообразования снижается. Так как массообмен происходит на границе раздела жидкость — жидкость (раствор карбамида) или жидкость — твердый карбамид, то чем интенсивнее перемешивание, тем больше скорость комплексообразования. Этот показатель является одним из. факторов, определяющих производительность установок карбамидной депарафинизации. Обычно длительность перемешивания составляет 30—60 мцн при частоте вращения мешалки 60 мин (рис. 77). [c.225]

На втором этапе концепции предусматривается дополнительный тех1гологический прием повышения эффективности вновь разработанных массообменных аппаратов и включает использование нового способа ректификации с нестационарным (циклическим) движением жидкости, начиная с верха колонны до куба, без значительных капитальных затрат к использованием ЭВМ для подачи управляющего сшнала па регулирующий клапан подачи флегмы и питания в колонну [c.169]

Эффективным путем интенсификации массообменных процессов в колонных биореакторах за счет дополнительной турбулиза-ции среды и выравнивания профиля концентраций по сечению колонны является способ проведения процесса ферментации в присутствии плавающей насадки. Проведены экспериментальные и теоретические исследования работы колонного биореактора с плавающей насадкой, показавшие его высокую эффективность при проведении различных процессов микробиологического синтеза, в том числе при выращивании кормовых дрожжей на гидролизном и углеводородном субстрате, при культивировании мицелиальных культур, получении бактериальной биомассы и др. [c.207]

Способ основан на оптимальном сочетании различных видов источников тепла (конвективного и высокочастотного) и осуществляется путем циклического перевода обрабатываемого материала из режима неподвижного слоя ("подготовка к массообмену"), харалте-ризующегося нагревом токами высокой частоты, в режим псевдоожи-женного слоя ("интенсивный массообмен"), характеризующийся подводом конвективной энергии. [c.77]

Подобных же отношений нужно ожидать при распределении вещества между двумя любыми фазами. Массообмен веществ прн всех способах распределения возможен только на поверхности раздела фаз. Чтобы ускорить установление равновесия, необходимо по возможности увеличить поверхность соприкос-иовении фаз. Жидкости для этого встряхивают или смешивают нродавливанием через пористые фильтры. Твердые вещества перед экстракцией тонко измельчают. Тем Не меиее во многих случаях, особенно если в распределении участвует твердая фаза, равновесное состояние так и не достигаетси. [c.84]

При использовании воздуха процессы окисления в нефтепродуктах значительно интенсифицируются. Поэтому вместо воздуха лучше применять инертные газы, самым дешевым из которых является азот. Удаление воды можно значительно ускорить подогревом нефтепродукта с одновременной барботажной продувкой газа. Это процесс может быть реализован в устройстве, показанном на рис. 89 [33]. Обезвоживание масла ведут при 70—80 °С. Выше температуру поднимать нельзя, поскольку возрастает воз можиость вспенивания масла. Этим способом можно уменьшить содержание воды в масле до 0,0025 %. Известны экспериментальные попытки [33] удаления воды из реактивных топлив сочетанием термических и массообменных процессов (табл. 112). Из приведенных данных видно, что эффективность процессов удаления воды зависит от ее исходного содержания в топливе, температуры и характера процесса. Необходимо отметить, что продувка надтопливного пространства нагретым до 200 °С воздухом значительно увеличивает окисление и накопление продуктов окисления в топливе, а также повышает пожарную опасность. [c.289]