Массопередача в системах жидкость - пар (газ) и жидкость - жидкость

ФИЗИЧЕСКАЯ МАССОПЕРЕДАЧА В СИСТЕМАХ ЖИДКОСТЬ — ЖИДКОСТЬ И ЖИДКОСТЬ — ГАЗ [c.194]

В системе жидкость — жидкость лимитирующее сопротивление реакционной фазы — явление чрезвычайно редкое. Реакция, как правило, протекает в сплошной фазе. Если коэффициенты молекулярной диффузии переходящего компонента в фазах не сильно отличаются по величине, то коэффициент массоотдачи в сплошной фазе в 6—10 раз больше, чем коэффициент массоотдачи в дисперсной фазе [6]. Лимитирующее сопротивление сплошной фазы в этих условиях имеет место при величине коэффициента распределения <0,1. Если при этом учесть увеличение скорости массопередачи в сплошной фазе под воздействием химической реакции, то становится очевидным, что лимитирующее сопротивление реакционной фазы может иметь место лишь при очень малых значениях коэффициента распределения (г ) 10 ). Столь низкие значения коэффициентов распределения в системе жидкость — жидкость встречаются сравнительно редко. [c.227]

Вычисление коэффициентов массопередачи в системах жидкость — жидкость или н<идкость — газ в общем случае сводится к решению двух самостоятельных задач. [c.234]

Дифференциально-контактные и ступенчатые экстракторы без перемешивающих устройств (распылительные, тарельчатые, ситчатые колонные экстракторы) отличаются сравнительно низкой интенсивностью массопередачи. Это объясняется тем, что в системах жидкость — жидкость разность плотностей фаз значительно ниже, чем в системах газ — жидкость или пар — жидкость. Поэтому собственная энергия потоков, используемая для контактирования фаз, в экстракционных аппаратах без перемешивающих устройств недостаточна для преодоления сил [c.649]

Рис. У1-13. Аппарат Леви для определения коэффициентов массопередачи в системе жидкость — жидкость

В настоящее время в литературе опубликовано много работ, посвященных изучению массопередачи в системах жидкость—жидкость. В большинстве работ результаты исследований даются в графическом виде [2, 15, 51, 58]. В немногих работах обобщены коэффициенты массопередачи. Исследования в экстракторе типа смеситель— отстойник были проведены Берестовым и Романковым [4] (размеры сосуда Я = Z) = 0,096 м, диаметр пропеллерной мешалки d = = 0,032 м, шаг S = d). Авторы использовали девять систем, в том числе изоамилацетат—уксусная кислота—вода, толуол—уксусная кислота—вода, толуол—ацетон—вода и толуол—фенол—вода. Результаты исследований были обобщены в виде уравнения [c.327]

Диспергирование в системах жидкость—жидкость, газ-жидкость применяется для создания развитых межфазных поверхностей Р, обеспечивающих высокую интенсивность тепло- и массообменных процессов. В этом случае в пропускной способности кР поверхностной стадии процесса переноса прежде всего существенно увеличивается Р кроме того, диспергирование часто сопровождается также повыщением коэффициента тепло-или массопередачи к. Для указанных выше дисперсных систем размер капель (пузырьков), их распределение по размерам и межфазная поверхность являются важными технологическими факторами при организации процессов переноса и расчете тепло- и массообменных аппаратов. [c.461]

В настоящее время на основании многочисленных исследований найдены эмпирические зависимости, позволяющие рассчитать цля заданной производительности основные размеры экстракционного аппарата. Очень важная характеристика аппарата нри заданной системе жидкость — жидкость — коэффициент массопередачи Р, значение которого необходимо при расчетах. Коэффициент массопередачи — это количество вещества, переходящего в единицу времени из одной фазы в другую через единицу площади раздела фаз лри средней движущей сипе процесса, равной единице. [c.292]

При массопередаче с одновременной химической реакцией в системе жидкость — жидкость, фазы обычно обладают некоторой взаимной растворимостью, поэтому зона реакции распространяется [c.360]

Большинство технически важных процессов в системе жидкость — жидкость не включает в себя стадии с очень низкими константами скорости. В этом случае смесители не могут быть рассчитаны на основе рассмотренных выше принципов. Следует принимать во внимание ограничения, обусловленные массопередачей. Некоторые теоретические модели уже обсуждались. Однако они имеют ограниченное приложение для промышленных аппаратов, где потоки резко отличаются от идеальных, а скорость массопередачи и, следовательно, толщина реакционной зоны зависят от степени перемешивания. Поэтому расчет промышленных реакторов еще в значительной степени является эмпирическим. [c.366]

Выбор процесса нитрования ароматических соединений обусловлен его большим техническим значением. Кроме того, на его примере легко проиллюстрировать явления, сопровождающие массопередачу с химической реакцией в системе жидкость — жидкость. Химия нитрования ароматических соединений, рассмотренная выше, может казаться имеющей только академический интерес и удаленной от существа вопроса. Она включена в обзор намеренно, чтобы показать ту неопределенность, которая существует в химии даже таких [c.368]

Известно, что ПАВ подавляют скорость массопередачи в системе жидкость — жидкость. Концентрация ПАВ, достаточная для подавления, еще не влияет на скорость химических реакций. Поэтому, если в систему добавить следы ПАВ, то можно определить механизм стадии, контролирующей скорость. [c.376]

Реакции в системе жидкость — жидкость должны рассматриваться на основе теории массопередачи с одновременной химической реакцией. Теоретические рассуждения показывают, что такие процессы могут быть отнесены к гомогенным реакциям только тогда, когда скорость химического превращения очень мала. Вероятно, что скорости всех действительно важных промышленных реакций в системе жидкость — жидкость зависят от диффузионных сопротивлений. [c.376]

J Несмотря па физическую реальность ПС, вызванного явлениями адсорбции и гетерогенной химической реакции, до последнего времени не было полной уверенности в его существовании. Для определения ПС наиболее часто применялись методы изучения массопередачи в стационарных или квазистационарных условиях, требующие использования правила аддитивности. Учитывая сложность явлений на межфазной поверхности в системах жидкость — жидкость, надежное определение малых значений ПС по правилу аддитивности можно поставить под сомнение. Так, поверхностное сопротивление, обнаруженное в работах [56—58], пе подтвердилось другими [59, 60]. [c.389]

Лосев В.Б. Изучение механизма массопередачи в дисперсных системах жидкость— жидкость и жидкость—газ. Дис.. .. канд. хим. наук. Л., 1976. 147 с. [c.303]

Значения коэффициентов массопередачи в зависимости от скорости вращения мешалки приведены на рис. 230. Резкий наклон линий на рис. 230 характерен для массообмена в системах жидкость — жидкость. С увеличением числа оборотов мешалки в результате усиления турбулентное ги возрастает не только коэффициент массопередачи Ке, но и поверхность контакта фаз. Суммарное влияние этих двух явлений на массообмен характеризуется величиной объемного коэффициента массопередачи [c.476]

Массопередача. Опытные данные о массопередаче на ситчатых тарелках для данной системы жидкость — жидкость можно обработать в соответствии с уравнениями (XI, 22) и (XI, 23) построением графиков зависимости Ню от фактора экстракции. [c.568]

Кривая должна быть получена экспериментально из данных по УС для данной системы жидкость — жидкость, так как величина С может изменяться примерно в 6 раз в зависимости от наличия массопередачи, ее влияния на физические свойства жидкостей, коалесценцию капель и т. п. [c.579]

Массопередача при лимитирующем сопротивлении сплошной фазы. Экспериментальное изучение скоростп массопередачи в сплошной фазе в системах жидкость — жидкость и жидг. ость — газ явилось объектом многочисленных исследований [41, 72, 75, 117—127]. Сопоставление экспериментальных данных с величинами коэффициентов массопередачи, вычисленными по различным моделям, показывает, что формулы (11.76) [c.222]

Необходимо отметить, что расчетные формулы, приведенные в этой главе, в равной мере примепимы для расчета массопередачи и теплопередачи между частицей дисперсной фазы и сплошной фазой как в системе жидкость — жидкость, так и в системе жидкость — газ. Хотя в ходе изложения мы пспользовалп различные термины (капля, пузырь, частпца), одпако тот илп иной термин означает лишь, что донная формула на практике чаще может быть применена для расчета процессов переноса в той плп иной системе. Так, например, формула Кронига и Бринка (11.38) чаще используется для расчета переноса в жпдкой капле, хотя она с таклм же успехом может служить и для расчета процессов, протекающих внутри газового пузыря. Аналогичным образом формула (11.77) применима для [c.222]

Основные исследования коэффициентов массопередачи в системе жидкость—жидкость многими учеными сначала проводились в так называемых диффузионных ячейках [12, 27, 77], где точно определена межфазная поверхность процесса и относительная скорость движения обеих фаз. На рпс. 1-13 представлен такой аппарат Левп [42]. Поверхность раздела фаз имеет форму кольца и расположена между перегородками 9 и 10. У каждой мешалки свой привод, поэтому можно регулировать турбулентность в обеих фазах. Массообмен может осуществляться в неустановившемся, периодическом процессе или, в случае течения двух фаз, в непрерывном процессе. [c.326]

Наблюдение Льюиса и Пратта стимулировало дальнейшие исследования главным образом потому, что оно было сделано ири изучении массопередачи при экстракции в системе жидкость — жидкость. Было показано, что подобные явления могут существенно влиять на скорость массопередачи в любых процессах, где имеется свободная межфазная поверхность. С этих пор исследование их природы, условий возникновения и влияния на массопередачу стало первостепенно важныл . [c.207]

В этом случае на скорость массопередачи (или на объемный коэффициент дшссонередачи) влияет разрыв или сжатие пленок, удерживаемых насадкой или другими твердыми стенками. Это явление применительно к системам жидкость — жидкость изучено весьма слабо, основные работы выполнены в системах газ — жидкость [63, 64, 70]. По аналогии с поведением в системе газ — жидкость на рис. 6-19, а показана местная флуктуация толщины пленки. На рис, 6-19, б твердая стенка не полностью смочена пленкой дисперсной фазы. Штриховкой показаны небольшие объемы жидкости. Если эти объемы соединены с большими объемами, применим подход, описанный ранее и показанный на рис. 6-16. Следовательно, если вещество переносится в пленку (отрицательное направление), концентрация вещества на поверхности раздела фаз будет больше, чем в прилегающей области. [c.251]

Современный обзор по массопередаче с химическими реакциями сделан Астарита [11. Наиболее подробно исследована абсорбция газов, представляющая собой важный промышленный процесс, поддающийся теоретической обработке. В качестве модели большинство исследователей используют абсорбцию СО, нейтральными или щелочными водными растворами. Химизм таких процессов установлен. Это обязательное условие, так как без точного знания протекающих реакций невозможно развивать никаких модельных представлений. К сожалению, химизм многих технически важных процессов в системе жидкость — жидкость не установлен. [c.358]

К медленным реакциям, определяющим общую скорость процесса, относятся многие реакции в системе жидкость — жидкость, играющие важную роль в основной органической промышленности (например, нитрование, сульфирование и гидролиз). Эти процессы по традиции не относятся к экстракционным, а рассматриваются как химические гетерофазные реакции. Проектирование аппаратов для таких процессов основывается скорее на расчете и конструкции реактора с учетом скорости реакции, а не скорости массопередачи. Протекание этих химических реакций сопровождается большими тепловыми эффектами и включает, как и экстракция, процесс массопередачи. Единственное различие заключается в относительных значениях скорости массопередачи. Представляет интерес найти возможность иереноса определенных закономерностей из одной группы процессов в другую. [c.359]

Если экстракция урана, с одной стороны, и нитрование ароматических углеводородов, с другой, представляют противоположные крайние случаи массопередачи с химической реакцией в системе жидкость — жидкость, то реакции с извлечением продуктов в другую фазу, т. е. экстрактивные реакции, должны занимать промежуточное положение. Обратимые реакции должны полностью завершаться при выводе одного из продуктов из реакционной зоны. В экстрактивных реакциях это достигается непрерывно. Примером подобного процесса является получение KNOg. Реакция между хлористым калием и азотной кислотой идет до конца за счет непрерывной экстракции образующегося НС1 в амиловый эфир. [c.359]

Некоторые важные работы выполнены Ритема [9—12] и посвящены исследованию реакций в системе жидкость — жидкость. Основная мысль исследователя заключается в том, что коалесценция п диспергирование оказывают определяющее влияние на массоперенос, сопровождающийся химической реакцией, в системе жидкость — жидкость. Поэтому все реакции, кроме самых медленных, контролируются массопередачей. Ритема [9] рассматривает степень дисперсности и влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ). Результаты исследования в реакторе периодического действия представлены для системы бензол — вода перемешиваемой со скоростью 1300 об/мин. Степень дисперсности контролировали по интенсивности проходящего света. Показано, что равновесный размер капель не был достигнут в течение 6 ч. Это, очевидно, выдвигает серьезные сомнения в возможности проектирования непрерывных реакторов на основе данных, полученных в реакторе периодического действия. [c.362]

Следуя обобщению Абрамзона и Когана [38], реакция почти полностью протекает в водной фазе, если в реакции в системе жидкость — жидкость принимают участие ионные и неионные реагенты. На этом основании Мансури и Мадден приняли, что процесс восстановления происходит в водной фазе. Затем они предложили две возможные модели для объяснения своих результатов. Одна из них включает массопередачу, сопровождаемую быстрой реакцией псевдопервого порядка, согласно другой,— процесс определяется массопередачей. Последняя кажется более вероятной. С другой стороны было выведено уравнение скорости процесса, отражающее прямую пропорциональную зависимость между скоростью восстановления и поверхностью контакта фаз. Затем они предложили использовать этот метод для измерения поверхности контакта фаз, однако это предложение весьма сомнительно. Прямая пропорциональность между скоростью восстановления и межфазной поверхностью требует, чтобы коэффициент массопередачи был постоянным. Сложная зависимость коэффициента от межфазных явлений и вза- [c.373]

Описание ккнетикя массопередачи в экстракторах с внешним подводом энергии. Механизм массопередачи в системах жидкость - жидкость весьма сложен и недостаточно изз 1ен. В связи с этим для определения параметров, характеризующих скорость массопередачи, приходится использовать чисто эмпирические соотношения или приближенные юдeли, существенно упрощающие реальную картину. [c.304]

Сравнение времени фaктичe кo o изменения концентраций с временем релаксации диффузионного пограничного слоя (время, в течение которого устанавливается стационарное распределение концентраций) показало [13], что диффузия в пограничном слое может рассматриваться как стационарный процесс. Экспериментальное исследование интенсивности массопередачи в системе жидкость — жидкость тоже подтверждает это положение [14]. [c.78]

Бояджиев Л., Е л е н к о в Д., Массопередача в системе жидкость—жидкость при турбулентном течении. Межфазная поверхность в экстракторе типа Вентури, Изв. ин-та общ. и неорган. химии Бълг. АН, 3, 147 (1965). [c.707]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология