Кинетика массопередачи в системе газ — жидкость

КИНЕТИКА МАССОПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМЕ ГАЗ-ЖИДКОСТЬ [c.65]

На совещании обсуждались успехи, достигнутые в развитии теории жидкостной экстракции и промышленном освоении экстракционной техники. Большое внимание уделялось вопросам фазового равновесия, химической кинетики, массопередачи и гидродинамики в экстракционной аппаратуре, методам расчета новых конструкций экстракторов, моделированию и оптимизации экстракционных процессов, а также разработке алгоритмов управления технологическими установками. Статьи, включенные в данный сборник, посвящены этому многообразию проблем экстракции в системе жидкость — жидкость. [c.6]

МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ СТРУКТУРЫ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРОДИНАМИКИ И КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕДАЧИ для СИСТЕМЫ ПАР - ЖИДКОСТЬ [c.102]

При исследовании механизма абсорбции в любых газожидкостных системах наибольшую трудность вызывает расшифровка кинетики абсорбции, в частности достаточно адекватный учет диффузии вещества в газовой и жидкой фазах. Задача заключается в таком моделировании диффузионных процессов, протекающих как внутри фаз, так и на границе раздела, которое бы позволило достаточно полно отразить факторы, влияющие на массоотдачу. Известные модели переноса вещества (модели Уитмена — Льюиса, Хигби, Данквертса и др. [6, 28, 29]) не только труднореализуемы в связи со сложными решениями математических уравнений, но и не учитывают многие из этих факторов. На кинетику абсорбции влияют коэффициент диффузии, физические свойства газов и жидкостей, термодинамические параметры процесса, концентрация компонентов, направление массопередачи, вибрация и пульсация, эффект Марангони и т. д. Многочисленные исследования влияния этих [c.69]

Четвертый выпуск сборника содержит краткие сообщения о научно-исследовательских работах, выполненных в СССР в 1967 г. в области массообменных процессов химической технологии. Эти работы посвящены общим вопросам теории массопередачи, кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ — твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, ионообмен, экстрагирование, кристаллизация), а также кинетике процессов, осложненных химическими реакциями. В отдельной главе рассмотрены методы расчета оптимизации и моделирования массообменных процессов. [c.2]

Кинетика массопередачи в гетерогенных системах газ — жидкость изучается на основе анализа и описания элементарных актов массопередачи — переноса вещества через поверхность раздела фаз капли, пузыря, струи и пленки. [c.75]

В массообменных аппаратах взаимодействие фаз осуществляется в статистических системах, образованных из множества пузырей, капель, струй газа и жидкости с протекающими в них элементарными актами массопередачи. В связи с этим естественно применение статистических методов изучения кинетики массопередачи при групповом барботаже. [c.85]

Кинетика массопередачи в системах газ—жидкость [c.104]

Из уравнений (V.80) и (V. 81) следует, что при высоких значениях т, т. е. при большом наклоне линии равновесия, определяющую роль играет сопротивление переносу вещества в фазе, состав которой обозначен через х. Например, в системах жидкость (д ) — газ у) лимитирующим кинетику массопередачи фактором является сопротивление переносу вещества в газовой фазе, если газ хорошо растворим в жидкости (малые значения т), и в жидкой фазе, если газ плохо растворим (большие значения т). [c.442]

Все эти процессы требуют одинаковой трактовки с точки зрения фазового равновесия и кинетики массопередачи. Анализ динамики потоков в массообменных аппаратах также одинаков для многих типов процессов в системах газ—жидкость. [c.7]

Следует отметить, 4fo подобным же образом можно изучать и кинетику других обратимых гомогенных и гетерогенных процессов. Например, изучая изотопный обмен в системе жидкость — жидкость, можно определять коэффициент массопередачи или самодиффузии. [c.276]

Разность Снас—С=ДС называется движущей силой процесса, что вытекает из физически очевидного предположения о том, что реагируют сталкивающиеся молекулы, ионы или другие частицы, а число столкновений зависит от концентрации этих частиц. В соответствии с основным постулатом химической кинетики скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. В гетерогенных процессах массопередачи в системе твердое — жидкость изменение концентрации компонентов различно в прямо-, противоточных и перекрестных процессах. Поэтому различны и формулы, определяющие движущую силу процесса, во многих случаях они более сложны. [c.27]

В работе [52] представлена модель процесса хлорирования этилена, включающая реакции хлорирования этилена и продуктов его хлорирования и представляющая сложную систему параллельно-последовательных реакций. Модель базируется на пленочной теории протекания процесса в барботажном реакторе в системе жидкость-—газ и предполагает знание констант скорости и массопередачи. Считается, что все реакции идут в жидкой фазе, кинетика их сложна, но скорости всех реакций описываются уравнениями второго порядка (первые — по реагентам). [c.55]

К сожалению, закон затухания турбулентных пульсаций у свободной границы двух несмешивающихся жидкостей и влияние на него межфазного натяжения и других физико-химических характеристик системы неизвестны [33]. В связи с этим все предложенные для описания массопередачи уравнения [3] носят эмпирический или полуэмпирический характер. С помощью этих уравнений могут быть найдены коэффициенты массоотдачи. Переход к коэффициентам массопередачи можно провести с использованием правила аддитивности фазовых сопротивлений. При этом необходимо учитывать, что обсуждаемые эмпирические уравнения получены на модельных системах в идеализированных условиях, т. е. в отсутствие ряда явлений, с которыми нередко приходится сталкиваться в конкретных условиях при исследовании кинетики. Среди таких явлений следует особо отметить самопроизвольную поверхностную конвекцию [58], возникающую вследствие различий межфазного натяжения на разных участках границы раздела фаз, и поверхностную ассоциацию, приводящую к образованию конденсированных межфазных пленок разнообразной природы [61—65]. Первое явление вызывает ускорение массопередачи и уменьшение зависимости чисел 5Н от чисел Не. Второе, наоборот, приводит к замедлению переноса вследствие ухудшения условий перемешивания у границы раздела и к затруднениям при переходе молекул через блокированную границу. [c.163]

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]

Во введении было в общем рассмотрено влияние температуры Т, давления Р, относительной скорости движения фаз ю и молекулярной массы веществ М, передаваемых из одной фазы в другую, на коэффициенты массопередачи. Исследование кинетики обычно проводят при постоянстве Т и Р, для веществ определенной молекулярной массы, т. е. при М = onst. В таких условиях для данной бинарной системы при определенной растворимости и скорости растворения газового Компонента в жидкой фазе на величину коэф-< )ициента массопередачи могут влиять в общем следующие параметры коэффициенты молекулярной диффузии в газовой и в жид кой фазах скорости движения газа и жидкости ш, а также направления движения фаз относительно друг друга, влияющие [c.123]

Анализ и обработка экспериментальных данных по кинетике тепло- и массопередачи элементарных актов взаимодействия фаз в системах газ — твердое тело и жидкость — твердое тело, выполненные в работах [62, 63], показывают, что для массопередачи в сплошной фазе в широком диапазоне изменения переменных наблюдается автомодельность критерия 51 по отношению к критерию Ке, поэтому функция Ф в правой части уравнений (3.69) принимает вид [c.102]

В сборнике дано краткое содержание около 200 научно-исследовательских работ по массообменным процессам химической технологии, выполненных в СССР в 1965 г., но еще не опубликованных в печати. Эти работы посвящены общим вопросам теории и расчетной практики процессов массопередачи, гидродинамике и кинетике массообмена отдельных технологических процессов в системах газ — жидкость и жидкость — жидкость (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, жидкостная экстракция), газ —твердая фаза и жидкость — твердая фаза (сушка, адсорбция, экстрагирование кристаллизация), а также процессов, осложненных химической реакцией. [c.2]

Книга Последние достижения в области жидкостной экстракции под редакцией К. Хансона, изданная в 1971 г., представляет собой обзор важнейших работ по теории и практике экстракции, выполненных главным образом за последние годы, в котором процесс экстракции рассматривается во всем его многообразии. Отдельные главы посвящены химии экстракционных процессов, массопередаче, в том числе массопередаче, осложненной химической реакцией, явлениям на границе раздела фаз, коалесценции капель, типовому промышленному оборудованию и его расчету и т. д. По рекомендации Научного совета по теоретическим основам химической технологии мы опустили при переводе некоторые главы из книги (например, Функции отклика и контроль за экстракционными процессами , Одновременная тепло- и массонередача и Теплопередача при прямом контакте жидкость — жидкость ). В то же время мы сочли необходимым дополнить русский текст книги главой Кинетика экстракции в системе электролит — неэлектролит , учитывая развитие этого направления- у нас в стране и за рубежом и его перспективы для выяснения тонкого механизма экстракции и интенсификации экстракционных процессов. [c.9]

В пределах изменения концентраций на одной тарелке соответствует линейной равновесной зависимости у = тх, локальная эффективность по всей площади барботажа постоянна объемные расходы жидкой и газовой фаз во времени и по всему поперечному сечению рабочей части тарелки постоянны межтарельчатый унос жидкости не учитывается. Система расчетных уравнений, учитывающая балансы материальных потоков и кинетику процесса массопередачи, определяемую локальной эффективностью (т]оу), решалась методом конечных разностей. Эта система имеет вид [c.350]

Величина Ку, соответствующая аддитивности диффузионных сопротивлений в обеих контактирующих фазах, называется к о-эффициентом массопередачи. Последний имеет ту же размерность, что и коэффициенты массоотдачи К1 и /С , но характеризует кинетику массообмена не в пределах одной фазы, а во всей рабочей системе. В промышленных массообменных аппаратах между газами (парами) и жидкостями, а также между двумя несмешивающимися жидкостями, особенно, когда одна из контактирующих фаз находится в дисперсном состоянии, межфазная поверхность Р не всегда поддается непосредственному измерению. В таких случаях часто пользуются не повер хностными (описаны выше), а объемными коэффициентами массоотдачи и массопередачи, выражаюи ими количество веи ества, пере-ходяш его за единицу времени в 1 м рабочего объема аппарата при движущей силе процесса, равной единице. Обозначив эти коэффи- [c.445]

Механизм и кинетика массопередачи в системе газ — жидкость для различных гидродинамических условий фундаментально исследованы в многочисленных публикациях [117, 355, 442 и др.] и особенно обстоятельно в монографиях Рамма [255], Ка ароВй [1161 и Александрова [15], а также в учебниках Касаткина [109] Пла-новского и Николаева [217]. Применительно к неннбму режиму вопросы кинетики изложены в первую очередь в трудах сотрудников ЛТИ имени Ленсовета [178—180, 232]. [c.121]

Испытание катализаторов селективного гидрокрекинга или гидронитроочистки следует проводить на действующих установках, причем должны быть испытаны как модельные соединения (т. е. хризен и 1,2-бензофлуорен), так и реальные жидкие продукты процесса Коалкон. Обычное испытание в проточном реакторе приводит к ряду трудностей (см. разд. 8.3), двухфазные системы с восходящим потоком могут дать результаты, осложненные ограничением массопередачи [9]. Эффективная реакторная система для изучения как основных параметров реакций, так и кинетики была описана Карберри, а позднее улучшена другими исследователями (см. разд. 8.3). Эта система включает автоклав с постоянным потоком газа и жидкостей либо через вращающуюся корзиночку с катализатором, либо через фиксированный слой катализатора, заполненный пульсирующим потоком газа и жидкости. [c.180]

Явление гидродинамической неустойчивости поверхности контакта фаз в настоящее время еще изучено мало [79—81]. При экспериментальном изучении кинетики массопередачи гидродинами- ческая неустойчивость поверхности контакта фаз и межфазовая турбулентность наблюдались в системе кислород — азот [82] когда кислород переходил в жидкую фазу, коэффициенты массопередачи были больше, чем при переходе его в газ, так как в первом случае происходило снижение поверхностного натяжения жидкости у поверхности раздела фаз, а во втором — увеличение ее. Аналогичная зависимость эффективности массопередачи была получена в работе [83]. [c.106]

Кинетический расчет массообменных аппаратов относится к числу наиболее сложных вопросов теории и практики диффузионной кинетики гетерогенных процессов. Сложность указанной проблемы объясняется в первую очередь поливариантностью системы газ — жидкость развитом барботажном слое на контактных устройствах колонных аппаратов и большим количеством факторов, влияюших на процесс массопередачи. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология