Кинетика массопереноса в фазе

Связная диаграмма процесса хемосорбции в насадочной колонне. Основой для построения связной диаграммы процесса хемосорбции в насадочной колонне служат особенности гидродинамической структуры потоков в колонне и кинетики массопереноса совместно с химической реакцией [19]. Будем считать, что гидродинамическая обстановка в насадочной колонне характеризуется поршневым режимом движения фаз. Такая структура потоков характерна, например, для процессов хемосорбции, проводимых в интенсивном гидродинамическом режиме (турбулентном или режиме эмульгирования) при отношении длины рабочей зоны колонны к ее диаметру, большем десяти. Итак, в качестве гидродинамической части диаграммы связи процесса хемосорбции будет использована связная диаграмма типовой структуры идеальное вытеснение (см. табл. 2.1). [c.165]

КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА В ФАЗЕ [c.768]

До сих пор кинетика массопереноса рассматривалась в пределах одной фазы. При этом в качестве потенциала переноса массы целевого компонента использовалась его объемная концентрация С, кг/м . [c.361]

Анализ кинетики массопереноса из одной фазы в другую через границу их раздела проводится с использованием относительной молярной доли целевого компонента, отнесенной к числу молей инертных сред-носителей V и X, (кмоль к)/(кмоль ин). Поток компонента у выражается в (кмоль к)/(м с), а коэффициент массоотдачи Зу - в (кмоль к)/(м с)/((кмоль к)/(кмоль ин)) = = (кмоль ин)/(м с). Перенос целевого компонента из основной массы фазы О, где концентрация компонента У, в фазу Ь, где его концентрация X, происходит поперек двух пристенных (пограничных) слоев одной и другой среды, последовательно проходимых потоком (рис. 5.6) [c.361]

Скорость миграции соединения по колонке определяется его равновесным коэффициентом распределения, кинетикой массопереноса и скоростью движения подвижной фазы. Принципиально любой из этих параметров можно использовать для оптимизации условий разделения. Так как большинство реакций, связанных с распределением между двумя жидкими фазами, характеризуется [c.87]

ВЫСОКИМИ скоростями массопереноса, то при низких скоростях движения подвижной фазы в экстракционных колонках значительное отклонение от равновесия наблюдается очень редко. Кроме того, селективно воздействовать на кинетику массопереноса трудно, так как любые экспериментальные параметры, изменение которых влияет на кинетику массопереноса, например температура, влияют также на ряд других. Поэтому практически для изменения скорости движения зон в процессе элюирования ограничиваются изме-нением коэффициентов распределения и скорости движения подвижной фазы. [c.88]

Большинство исследователей полагают, что химические реакции, тормозящие массопередачу, могут протекать как в объеме одной из фаз, так и на границе их раздела. В связи с этим возникает необходимость изучать кинетику массопереноса при известной величине поверхности фазового контакта, ибо только на основании таких экспериментов можно заключить, достигнута ли кинетическая область и где сосредоточено химическое торможение. [c.113]

Гильденблат И. А.. Родионов А. И.. Демченко Б. И., в сб. Тепло- и массоперенос . т. 4., Минск. 1972, стр. 310. Исследование влияния физических свойств на кинетику массоотдачи в жидкой фазе при абсорбции газов. [c.269]

Анализируя уравнение (11.68), следует отметить вытекающую из него независимость коэффициента массопереноса от размеров газового пузыря, что подтверждается и экспериментальными данными. Это положение несколько облегчает задачу расчета массообмена в барботажных реакторах, однако остается неопределенность относительно поверхности контакта фаз, для нахождения которой до сих пор нет надежных рекомендаций. Поэтому при описании кинетики газожидкостных реакций часто пользуются объемным коэффициентом массопередачи характеризующим собой количество вещества В, прореагировавшего в 1 м реакционного объема аппарата. В связи с этим следует вернуться к уравнению (И.55), в котором скорость реакции зависит от газосодержания системы. Появление в нем объясняется тем, что удельная поверхность а отнесена к реакционному объему аппарата Ур, т. е. к объему газожидкостной смеси. Если отнести поверхность контакта фаз к объему жидкости, участвующей в массообмене, то уравнение (И.55) не будет содержать параметра 1 — фр. Из этого следует, что для исключения 1 — ф из эмпирических уравнений, характеризующих объемный коэ ициент массопередачи, его нужно относить к объему жидкости, находящейся в реакционной зоне аппарата. [c.41]

Перенос реагирующих веществ в условиях электрохимической реакции может осуществляться по трем механизмам. Основным механизмом является молекулярная диффузия, т. е. перемещение частиц вещества под действием градиента концентрации. При прохождении через границу электрод — раствор электрического тока концентрация реагирующих веществ у поверхности падает и одновременно растет концентрация продуктов реакции. Возникают градиенты концентрации, которые приводят к диффузии разряжающегося вещества из объема раствора к электроду, а продуктов реакции — от поверхности электрода в объем раствора или в объем металлической фазы (например, при образовании амальгамы в ходе разряда ионов Т1+ на ртутном электроде). Поскольку концентрационные изменения вблизи поверхности электрода всегда сопутствуют протеканию электрохимической реакции, то молекулярная диффузия наблюдается во всех без исключения электродных процессах, тогда как другие механизмы массопереноса могут накладываться на процесс диффузии или же отсутствовать вовсе. Поэтому раздел электрохимической кинетики, в котором рассматриваются закономерности стадии массопереноса, называют диффузионной кинетикой. [c.172]

Кривая такого типа характерна для реакции (1)—(2) илн, точнее, она характеризует общую кинетику этой реакции, поскольку плотность тока пропорциональна скорости, с которой Происходит обмен электронов иа границе фаз металл — рас гвор. Общая скорость процесса определяется скоростями массопереноса и переноса заряда оба эти явления всегда наблюдаются Б электрохимических процессах. [c.34]

Кинетика процесса формирования поверхностных структур определяется неравновесными условиями массопереноса, который возникает при наличии градиента концентраций и затухает при достижении равновесного распределения ПАВ между фазами, отвечающего равенству их химических потенциалов. [c.269]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Равновесная адсорбция. Кинетика равновесной адсорбции описывается уравнениями материального баланса (20.19) и изотермы (20.21). Поскольку скорость массопереноса принимается бесконечной, в каждой точке аппарата фазы находятся в равновесии. Запишем эту систему, дополненную граничными условиями, принимая отсутствие продольного перемешивания (т. е. = 0) [c.198]

Результаты расчетов приведены в табл.5.- Как видно из полученных данных, диффузионные сопротивления в жидкой и паровой фазах являются соизмеримыми величинами, и пренебрегать кинетикой процесса массопереноса в какой-либо из фаз нельзя. [c.34]

В отличие от статики процессов, где исследуются равновесные состояния системы или балансовые соотношения стационарных процессов, кинетика массообменных процессов исследует скорость массопереноса как в пределах одной фазы, так и в многофазных системах. [c.266]

Исследование кинетики образования межфазных пленок в системе водный раствор ОП-10 — ксилол [13] показало, что этот процесс в статических условиях протекает очень медленно и с тем большей скоростью, чем выше концентрация. При этом наблюдается полная симбатность в ходе кривых нарастания во времени прочности стабилизующих пленок и повышения устойчивости эмульсий, которые вызываются одной причиной — формированием межфазной структурированной пленки МЭ, образующейся в результате квазиспонтанного эмульгирования. Скорость достижения предельной устойчивости зависит от условий введения эмульгатора в систему (в водную или углеводородную фазы), а также от интенсивности массопереноса ПАВ, образования микроэмульсии и ее структурирования в межфаз-ном слое. При введении 0,25% ОП-10 в ксилольную фазу формирование структуры защитного слоя происходит настолько быстро, что предельная устойчивость в этом случае достигается через 5—10 мин, после чего сохраняется длительное время. Водный же раствор ОП-10 по эффективности действия приближается к ксилольному раствору лишь через 60—70 час хранения эмульсии в статических условиях [14]. [c.269]

Модель массопереноса в насадочном аппарате. На практике возможны различные варианты распределения фазовых сопротивлений. Наибольший интерес представляет случай, когда скорость массопередачи НгЗ контролируется диффузионным сопротивлением в газовой фазе, а скорость массопередачи СО2 — сопротивлением в обеих фазах. Рассматривая указанный случай для насадочного аппарата идеального вытеснения по газу и жидкости и учитывая, что кинетика хемосорбции СО2 раство- [c.187]

С целью более полного анализа влияния давления на массообмен в насадочной колонне был проведен расчет активной поверхности контакта фаз по уравнению (III-72) применительно к условиям ректификационной очистки четыреххлористого углерода. Результаты расчета приведены на рис. III-16. Как видно из рисунка, при постоянной плотности орошения с понижением давления (температуры) от 760 до 100 мм рт. ст. активная поверхность контакта фаз уменьшается на 7% (кривая 2). В связи с этим основной вклад в эффект влияния давления на интенсивность ректификации вносит изменение кинетики процесса массопереноса в паровой и жидкой фазах. [c.112]

Растворение твердых веществ в жидкостях можно рассматривать как процесс, состоящий из следующих стадий I) переноса молекул растворителя из объема жидкой фазы к поверхности твердого тела 2) перехода молекул твердого тела в соприкасающуюся с ним жидкость 3) переноса растворенных молекул от поверхности твердого тела в объем жидкой фазы. Чаще всего лимитирующей является последняя стадия. Это означает, что наибольшее сопротивление массопереносу при растворении твердого тела создает диффузионный пограничный слой на его поверхности. При этом можно считать, что на границе с твердым телом раствор насыщен. Тогда движущей силой процесса является разность содержания растворенного вещества в насыщенном растворе и объеме жидкой фазы. Кинетику процесса можно описать уравнением [c.477]

На основе экспериментального исследования массопередачи [253] получены корреляционные уравнения для расчета кинетики массоотдачи при ламинарно-волновом и турбулентном течениях пленки. Результаты сопоставлены с экспериментальными данными ряда исследователей и теоретическими зависимостями, полученными для ламинарной и волновой пленки. Предложены модели массопереноса в ламинарно-волновой и турбулентной пленках. Показано, что при ламинарно-волновом режиме коэффициент массоотдачи зависит от частоты волн. Полученные [253] соотношения могут быть использованы для расчета кинетики массоотдачи в жидкой фазе в трубчатых пленочных колоннах при умеренных скоростях газа. [c.126]

Большинство химических реакций включают массоперенос через границу раздела фаз, и состав этой границы часто играет определенную роль в контролировании кинетики данных реакций. Состав границ зерен металлокерамических материалов и межфазных поверхностей в других композитах может оказывать сильное влияние на механические свойства этих систем. По этой причине, так же как и по многим другим, изучение адсорбции имеет большое научное и практическое значение. Последние достижения в разработке экспериментальных методик (такие как Оже-спектроскопия) привлекли внимание многих исследователей. В этой области достигнут значительный прогресс и еще большего следует ожидать в ближайшем будущем. [c.391]

Указанные методы позволяют изучать механизм и кинетику твердофазных реакций. Однако, указывая направление массопереноса через слои продуктов реакции и позволяя количественно определить массоперенос, они не дают ответа на вопрос о механизме диффузии при массопереносе, что необходимо для полного понимания процесса реакций в твердых фазах. [c.57]

В идеальном случае предполагается равномерное распределение скоростей и давлений вдоль мембраны. Однако на практике такое предположение чаще всего является достаточно фубым приближением, и необходимо учитывать реальное распределение параметров. Полное математическое описание мембранного процесса разделения должно учитывать, по крайней мере, следующие факторы кинетику массопереноса через мембрану с учетом взаимовлияния отдельных компонентов гидродинамику потоков (профиль скоростей и давлений) со стороны высокого и низкого давлений условия равновесия фаз (соотношение компонентов между полостями высокого и низкого давлений) геометрию разделительных элементов (плоские или цилиндрические мембраны). [c.24]

Скорость массопереноса в процессах жидкостной экстракции сильно зависит от примесей поверхностно-активных веществ, изменяющих величину поверхностного натяжения на границе раздела жидких фаз и таким образом влияющих на размер образующихся капель и на скорость циркуляционного движения дисперсной жидкости внутри капель. Кроме того, абсорбция молекул поверхностно-активных веществ поверхностью контакта фаз может приводить к образованию дополнительного сопротивления процессу переноса массы целевого компонента. Присутствие даже малых количеств поверхностно-активных веществ значительно усложняет кинетику массопереноса, и в таких сл5гчаях расчет необходимых размеров экстракционного аппарата производится, как правило, по непосредственным экспериментальным данным. [c.462]

В рассмотренной выше работе [332] по изучению кинетики массопереноса на колпачковых тарелках при экстрактивной ректификации смесей углеводородов С4 с фурфуролом как разделяющим агентом часть опытов проведена при наличии на тарелках двух фаз — водной и фурфурольно-углево-дородной (серия IV, рис. 108). Срав нение результатов этих опытов с данными опытов III серии, проведенных с гомогенными растворами на тарелках, показывает, что значения к. п. д тарелок практически одинаковы. Это позволяет заключить, что при имевшем место в проведенных опытах хорошем диспергировании жидких фаз за счет динамического воздействия парового потока, образование на тарелках двух жидких фаз не оказывает влияния на величину к. п. д тарелок. Этот вывод согласуется с данными Шенборна [340], полученными при ректификации смесей толуола и трихлорэтилена в присутствии и в отсутствие воды. При плохом перемешивании жидкости образование двух жидких фаз на тарелках может приводить к понижению к. п. д. тарелок [341]. [c.312]

Лабораторные исследования кинетики окисления (по сульфитной методике) в реакторах небольших объемов типов РМС и РМЦ показали, что эти аппараты по эффективности превосходят аппараты барботажного типа. Действительно, при механическом перемешивании жидкости вследствие развитой ее турбулентности достигается наиболее тонкое диспергирование пузырьков газа, что при достаточно высоком газосодержании создает большую удельную поверхность контакта фаз. Однако при увеличении диаметра реактора D с сохранением D/d = onst отношение окружной скорости мешалки к расстоянию от ее лопастей до стенок аппарата, которое в какой-то мере характеризует область распространения газовых пузырей в объеме жидкости, изменяется пропорционально величине Re /D. Это является одной из причин наблюдаемого относительного снижения эффективности массопереноса в газожидкостных реакторах при увеличении их размеров. К сожалению, мы не располагаем достаточным количеством данных для оценки критерия эффективности реакторов больших объемов с механическим диспергированием газа. Но, вероятно, на начальном этапе оптимизации такой анализ можно провести по результатам исследований аппаратов малых объемов. [c.127]

Э. п. гетерогенны и поэтому, как правило, состоят из неск. последоват. стадий. Осн. из них — подвод реагирующих частиц к пов-сти электрода, вхождение их в двойной электрич. слой, непосредств. переход заряж. частиц через границу раздела фаз (стадия разряда — ионизации) и отвод продуктов р-ции от пов-сти электрода. Кроме того, в ходе Э. п. возможны гомог. или гетерог. хим. р-ции, как предшествующие стадии разряда — ионизации, так и следующие за ней, а также разл. стадии, связанные с образованием новой фазы (см. Электрокристаллизация). Подвод реагирующих в-в к пов-сти электрода и отвод их в объем р-ра (стадии массопереноса) м. б. обусловлены диффузией, миграцией ионов в электрич. поле и конвекцией. Наиб, значение имеют стадия разряда — ионизации и диффуз. механизм массопереноса. Скорость Э. п. определяется наиб, медленной из последоват. стадий (т. н. лимитирующей). Исследование механизма и кинетич. закономерностей Э. п.— объект изучения электрохимической кинетики. [c.697]

Кинетика П. в гетерог. системах, когда появляется граница раздела, должна учитывать распределение между фазами реагентов, их поверхностную активность, разл. процессы массопереноса и др. факторы. Т. обр., кинетика П. (межфазная П. ) может определяться не только хим. взаимодействием функц. групп, но и диффузионньпиш факторами. [c.633]

Метод ВЭТС внешне напоминает определение Н по ВЕП. Однако там учтены характерные особенности контактного массообмена, здесь они игнорируются путем отказа от реальной поверхностной модели. Иначе говоря, математическое описание по методу ВЭТС (ступенчатая модель массопереноса) не соответствует физике процесса (непрерывному контакту фаз). Попытки чисто эмпирического (вне физической модели) учета кинетики процесса в расчетных формулах для ВЭТС — малопродуктивны, сами формулы — ненадежны и непрогнозны при выходе за исследованные в эксперименте диапазоны изменения натуральных параметров процесса и конструктивных характеристик аппаратуры. [c.851]

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]

Слагаемое Яз = С V учитывает конечную скорость процессов распределения хроматографируемого вещества между фазами при перемещении зоны этого вещества по колонке. Сопротивление мгновенному массопереносу оказывают диффузионный подвод вещества к межфазной границе в подвижной и стационарной фазах и замедленная кинетика перехода через межфазную границу. Если допустить, что лимитирующей стадией процесса является поперечная диффузия в стационарной фазе, характеризующаяся коэффициентом диффузии С для газохроматографического процесса справедливо [c.184]

С другой стороны, попытки непосредственно измерить поверхностную прочность или повышенную структурную вязкость на границе раздела двух жидкостей в присутствии адсорбционного слоя сильного стабилизатора часто приводили к отрицательным результатам [8]. Нами было установлено, что устойчивость эмульсий, образующихся в динамических условиях, нри этом сопоставлялась со структурно-механи-ческими свойствами адсорбционных слоев на макроповерхности раздела без учета длительной кинетики их формирования, которая, как было показано [9], обусловлена массопереносом ПАВ через границу раздела фаз. [c.268]

При выборе аппаратурно-технологического оформления процесса промывки исходят из свойств осадка и промывной жидкости с учетом требований, предъявляемых к промытому осадку. По способу проведения различают вытеснительную, или фильтрационную, и так называемую репульпационную промывку. Первая заключается в промывке слоя осадка на фильтре, вторая — в перемешивании осадка и промывной жидкости (получении пульпы) с последующим разделением жидкой и твердой фаз. В процессах промывки сравнительно легко удаляется свободная жидкость. Удаление же связанной жидкости происходит значительно медленнее. Определяющую роль ири этом играют процессы массопереноса внутри капиллярно-пористых частиц. Механизм и кинетика процессов массопереноса рассматриваются в гл. V. Репульпационная промывка проводится в специальном оборудовании, работающем независимо от фильтров, на которых получается исходный осадок. Фильтрационная промывка осуществляется обычно на том же фильтре, на котором получается осадок. Промывная жидкость разбрызгивается с помощью брызгал на открытую поверхность осадка (в вакуум-фильтрах и фильтрующих центрифугах) или подается сплошным потоком (в фильтр-прессах). Процесс фильтрационной промывки сложнее процесса фильтрования, поскольку в нем участвуют две жидкости вместо одной и он сопровождается явлениями переноса внутри частиц. Специфические трудности при анализе процессов промывки возникают, когда внутри осадка возможно движение двухфазного потока жидкости и газа. [c.258]

Основные продукты окисления — высшие оксиды МеОа. Основной механизм массопереноса — диффузия ионов О " в МеОа — полупроводники -типа (собственные дефекты — кислородные вакансии). Окисление титана во влажном воздухе сопровождается образованием наряду с рутилом фаз Tio, TI2O3 и TI3O5. Выше 850 С кинетика окисления титана описывается сначала уравнением (19) с последую- [c.408]

Старобинец и Ломако [793, 812] исследовали кинетику экстракции ряда роданидных комплексов, в том числе кобальта, бутиловым спиртом, рассмотрели влияние концентрации роданида на кинетику и на состав экстрагирующихся комплексов. Исследована также скорость массопереноса (NH4)2 o (S N)4 из капель водной фазы в МИБК [992]. [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология