Массопередача в противотоке и прямотоке

При противотоке газа и жидкости значение движущей силы абсорбции — массопередачи больше, чем при прямотоке, поэтому первый метод выгоднее, так как для его осуществления требуется аппаратура меньшего размера. Прямоток применяют в тех случаях, когда поглотительная жидкость хорошо растворяет абсорбируемый компонент, т. е. когда равновесное давление поглощаемого компонента над жидкостью очень невелико и почти не увеличивается по мере растворения газового компонента. Обычно это осуществляется в тех случаях, когда растворяемый компонент газа вступает в реакции с жидкостью или ее компонентами. Тогда значение равновесной концентрации (давления) над жидкостью часто можно принимать равным нулю, и движущая сила абсорбции — массопередачи при прямотоке будет такая же как и при противотоке. Прямоток особенно неэффективен для плохо растворимых газов. [c.319]

Следует заметить, что этапу проектирования (выбора) технологической схемы предшествует этап конструирования высокоэффективного массообменного аппарата, который, в свою очередь, включает этап конструирования отдельного контактного устройства. Составными элементами этого этапа являются определение параметров математической модели гидродинамики всех типов контактных устройств, а также кинетики процесса массопередачи в зависимости от характера движения жидкости на тарелках колонны (прямоток, противоток и т. д.) и степени перемешивания парового (газового) потока - от идеального вытеснения до полного перемешивания. [c.13]

Определение движущей силы процесса производится в зависимости от направления движущихся потоков [109, 185,, 221]. Как и в теплопередаче, движение потоков в процессах массопередачи может происходить при прямотоке, противотоке или перекрестном токе. [c.141]

Для гетерогенных процессов массопередачи изменение концентрации компонентов различно в прямоточных, противоточных и перекрестных процессах соответственно различны и формулы для вычисления средней движущей силы. Рассмотрим эти типы процессов. Применительно к газожидкостной гетерогенной системе направление движения реагирующих фаз в аппарате показано на рис. 10. Прямоток характеризуется движением реагирующих фаз в одном направлении, противоток — навстречу, а перекрестный ток — под углом друг к другу. [c.61]

Применение ступенчатого противотока в абсорбере Вентури (при сохранении прямотока газа и жидкости в одной ступени) возможно при эжекции жидкости (рис. 11.14, б). Здесь газ, проходя в каждой секции по узкой щели мел поверхностью жидкости и нижним обрезом конфузора 1, увлекает за собой жидкостную пленку. Последняя, как и в предьщущем случае, в горловине 2 дробится газовым потоком на мелкие капли, создавая развитую поверхность массопередачи. Организация противотока жидкой и газовой фаз между секциями (ступенями) дает возможность увеличить массообменную способность в сравнении с прямотоком за счет повышения движущей силы процесса. [c.921]

Движущей силой процесса массообмена является разность концентраций вещества, переходящего в данной фазе и в состоянии равновесия с другой (контактирующей) фазой. Величина А зависит от физико-химических свойств веществ, участвующих в массообмене, и от схемы их относительного движения (прямоток, противоток, перекрестный ток и т, д.). Коэффициент массопередачи определяется еще, кроме того, гидродинамической обстановкой в массообменном аппарате и связан, следовательно, с конструкцией последнего и его рабочим режимом. [c.422]

Движущей силой процессов массообмена является положительная разность между рабочей и равновесной концентрациями (или наоборот) переходящего вещества в любой фазе у — Ур (или Ур — у) либо х — Хр (или Хр — х). В промышленных аппаратах эти процессы протекают чаще всего при противотоке, реже — при прямотоке контактирующих фаз. В обоих случаях указанные разности редко постоянны, а обычно непрерывно изменяются вдоль межфазной поверхности, поскольку непрерывно и по-разному изменяются сами концентрации у и х. Для анализа и расчета процессов массообмена на основе общего уравнения массопередачи (1Х.1) необходимо знать среднюю движущую силу (или среднюю разность концентраций) или А,,. Для нахождения этой величины рассмотрим массообменный аппарат со встречным движением двух фаз (газ—жидкость или жидкость—жидкость), массовые расходы которых составляют [c.448]

Принцип действия аппаратов с восходящим движением пленки (рис. 3-5) основан на том, что газ, движущийся снизу вверх с большой скоростью (10-40 м/с), увлекает за собой жидкую пленку, создавая таким образом восходящий прямоток. При больших скоростях газа (до 40 м/с) достигаются высокие коэффициенты массопередачи, однако, при этом будет возрастать гидравлическое сопротивление. Для осуществления противоточного процесса применяют абсорбер с несколькими соединенными противотоком ступенями, работающими по принципу прямотока (рис. 3-5, б). [c.49]

Однопараметрические модели гидродинамических структур потоков позволяют рассчитывать массопередачу только в условиях простейшей гидродинамической обстановки — при наличии продольной турбулентной диффузии. При различных видах поперечной неравномерности используются более сложные гидродинамические модели, описанные в гл. 4. Применение этих моделей для расчета массопередачи рассматривается отдельно в каждом конкретном случае. Для противотока и прямотока используется меньшее, а для перекрестного тока — значительно большее количество моделей по сравнению с описанными в гл. 4. [c.177]

Массопередача при абсорбции в противотоке и прямотоке по диффузионной модели описывается уравнением [c.179]

Рис. 5.(. Схема потоков распределенного компонента в. элементарном объеме аппарата по диффузионной (/, 2) и секционной (3) моделям с массопередачей в противотоке (а), прямотоке (б) и перекрестно.м токе (в)

При ректификации дифференциальные уравнения массопередачи с продольным перемешиванием потоков в противотоке и прямотоке, записанные в безразмерной форме в соответствии с диффузионной моделью (см. раздел 5.1), имеют вид [c.195]

Решение системы дифференциальных уравнений (5.31) для прямотока в режиме идеального вытеснения по одному потоку выполняется так же, как и в противотоке. Расчетное выражение общей эффективности массопередачи принимает следующий вид [8] [c.204]

Для общности изложения при выводе расчетных зависимостей используем запись исходных уравнений в форме, обобщающей процесс массопередачи в противотоке и прямотоке. [c.205]

Относительное уменьшение эффективности массопередачи в режиме идеального вытеснения в зависимости от степени рециркуляции жидкости при постоянных значениях Мао показано на рис. 5.28, из которого следует, что при постоянной локальной эффективности контакта рециркуляция жидкости значительно уменьшает общую эффективность массопередачи в противотоке, в меньшей степени — в перекрестном токе и в еще меньшей — в прямотоке. Чем больше значение комплекса Я и числа Л ое, тем более заметно уменьшение [c.248]

Для произвольной т-й ячейки ячеечной модели при противотоке и прямотоке фаз уравнения, описывающие процесс массопередачи, имеют вид [c.581]

Расчеты коэффициентов массопередачи и необходимого числа смесителей (ступеней) можно производить по формулам противотока, так как при стационарном режиме материальный баланс каждого смесителя отвечает условиям как противотока, так и прямотока. Результаты измерений подтверждают сказанное. [c.297]

Полученные уравнения массопередачи позволяют производить расчеты аппаратов, работающих по принципам противотока (колонны) и прямотока (реакторы-смесители). [c.298]

Для гетерогенных процессов массопередача и соответственно изменение концентраций различны и зависят от направленности материальных потоков в аппаратах прямоток, противоток, перекрестный ток. Соответственно различны и выражения для расчетов средней движущей силы. [c.224]

Конструкции реакторов для гетерогенных процессов, как правило, сложнее, чем для гомогенных ХТП. Это связано с необходимостью обеспечения интенсивной массопередачи и создания возможно большей поверхности контакта реагирующих фаз. В отличие от гомогенных процессов в гетерогенных системах каждая фаза может двигаться через реактор в своем режиме. Например, одна фаза может проходить через реакционную зону в виде потока смешения, а другая — в режиме вытеснения. Кроме того, сами потоки могут быть различно ориентированы относительно друг друга прямоток, противоток или перекрестный ток. От конструкции реактора зависит возможность проведения ХТП в наиболее выгодной области — диффузионной или кинетической. [c.124]

Значительная часть массообменной аппаратуры работает при непрерывном потоке обеих фаз, хотя часто используются и периодические режимы, особенно при проведении химических реакций, например гидрирования в автоклаве. Противоток предпочтителен при протекании массопередачи в периодическом режиме или в условиях прямотока, когда равновесие устанавливается слишком медленно. Флегма предусматривается в большинстве конструкций дистилляционного оборудования, включая абсорберы-рибойлеры , и иногда применяется при жидкостной экстракции, а также в адсорберах с движущимся слоем сорбента. [c.610]

Почти вся информация о массопередаче в насадках относится к течению двух жидкостей в режиме противотока. В особых случаях, когда направление потоков не отражается на средней движущей силе, следует отдать предпочтение прямотоку (как, скажем, при абсорбции кислых газов сильно щелочным раствором). При этом перепад давления меньше, улучшается распределение жидкости и увеличивается площадь контакта между фазами при нисходящем течении газа и жидкости. Рейсс [85] опубликовал превосходный обзор по процессам с газо-жидкостными системами при их прямоточном течении. [c.622]

Абсорбер с восходящим движением пленки (рис. Х1-11) состоит из труб 1, закрепленных в трубных решетках 2. Газ из камеры 3 проходит через патрубки 4, расположенные соосно с трубами /. Абсорбент поступает в трубы через щели 5. Движущийся с достаточно большой скоростью газ увлекает жидкую пленку в направлении своего движения (снизу вверх), т. е. аппарат работает в режиме восходящего прямотока (см. стр. 120). По выходе из труб 1 жидкость сливается на верхнюю трубную решетку и выводится из абсорбера. Для отвода тепла абсорбции по межтрубному пространству пропускают охлаждающий агент. Для увеличения степени извлечения применяют абсорберы такого типа, состоящие из двух или более ступеней, каждая из которых работает по принципу прямотока, в то время как в аппарате в целом газ и жидкость движутся противотоком друг к другу. В аппаратах с восходящим движением пленки, вследствие больших скоростей газового потока (до 30— 40 м/сек) достигаются высокие значения коэффициентов массопередачи, но, вместе с тем, гидравлическое сопротивление этих аппаратов относительно велико. [c.467]

В работах М. Е. Позина [137] метод непосредственного интегрирования применен также для случая относительного движения (противоток или прямоток) обеих фаз (в этом случае равновесная концентрация Ср изменяется вдоль поверхности соприкосновения) и определены частные коэффициенты массопередачи как для жидкостной, так и для газовой пленки при различных законах распределения скоростей. Выведенные уравнения близки к получаемым на основании теории подобия установлено, что при прямотоке значения Лй (а следовательно, и частного коэффициента массопередачи) для газовой пленки выше, чем в случае противотока, причем разница между ними увеличивается с уменьшением скорости газа и увеличением скорости жидкости. Для жидкостной пленки при больших з критерий Ми мало зависит от направления взаимного движения газа и жидкости. При противотоке обнаружена также зависимость Ыи от отношения между начальным и конечным парциальным давлением газа (с увеличением этого отношения Ми уменьшается). Уравнения для ламинарного и турбулентного движения показали отсутствие резкого перелома значе- [c.58]

Прямоточный процесс. Хотя противоток имеет много преимуществ перед прямотоком, последний в некоторых случаях может применяться. Например, движение в отдельных ступенях некоторых многоступенчатых аппаратов может быть прямоточным. Некоторые колонны также работают по принципу прямотока для достижения высоких скоростей и, как следствие, высоких коэффициентов массопередачи. Положение рабочей линии при экстракции прямотоком показано на рис, 37. 8. Метод расчета высоты колонны пе отличается от методов, применяемых для противоточного движения. [c.548]

Руководствуясь комбинированной моделью по жидкости, соответствующей прямотоку и противотоку, и полагая, что осуществляется полное перемешивание пара в межтарельчатом просфанстве, определяли зависимости эффективности тарелок от гидродинамики и кинетики массопередачи. [c.187]

Если массообменивающиеся фазы перемещаются относительно друг друга (прямотоком или противотоком), то вдоль аппарата движущая сила процесса, т. е. разность соответствующих концентраций АУ или А , будет переменной величиной. В этом случае в уравнения (10.11)— (10.14) массопередачи следует подставлять средние значения АУср. или АХср., которые получаются либо как средние логарифмические (при малой кривизне равновесной линии), либо как средние интегральные значения. [c.298]

Внимание, привлеченное результатами теоретического анализа преимущества прямотока перед противотоком жидкости на смежных тарелках, проведенное Киршбаумом и Льюисом в 1935 г., не получило широкого использования в промышленности из-за необоснованной идеализации ими структуры потока жидкой и паровой фаз моделью идеального вытеснения. Нами была составлена структура комбинированной математической модели потока жидкости для трех смежных тарелок и получена оригинальная усредненная структура М-й тарелки при прямотоке и противотоке жидкости [1], [2]. Аналитическое решение систем уравнений массопередачи для двух вариантов движения жидкости, при условии полного перемешивания пара, позволило получить зависимости КПД аппарата для них. Из проведенного анализа параметрической чувствительности эффективности прямотока и противотока следует, что усилия ученых и конструкторов, работающих в области интенсификации массообменных тарельчатых агшаратов не дадут желаемого результата при противоточном движении жидкости на тарелках. Поэтому при конструировании барботажных аппаратов с переливом необходимо сочетание идеальной структуры пенного слоя на тарелках (идеальное вытеснение) о однонаправленным движением жидкости на них. Проектный расчет числа тарелок по разделению смеси аце-гон-вода этанол-вода на Уфимском заводе синтетического спирта показал, что при однонаправленном движении жидкости число тарелок снижается на 30,,.50%. [c.171]

Рассмотренные выше исследования проведены при сравнительно низких скоростях газа (до 3—4 м1сек), во всяком случае в условиях ниже точки подвисания при противотоке. В связи с перспективностью применения пленочных абсорберов, работаю-ш,их с высокими скоростями газа, представляет интерес изучение массопередачи при скоростях газа выше 10 м/сек в условиях восходящего и нисходящего прямотока. Сейчас таких исследований еще очень мало. [c.360]

Движущая сила процесса Ас для химических реакций выражается по законам кинетики как произведение концентраций реагирующих веществ. Для массопередачи средняя движущая сила Асор выражается известными формулами прямотока, противотока и перекрестного тока [2]. [c.293]

Важным принципом интенсификации является принцип противотока. Известно, что величина диффузионного потока тем выше, чем выше градиент концентрации. Градиенты концентрации возникают в той и в другой фазе в первый момент контакта за счет разницы концентраций на поверхности раздела (на которой уже установилось равновесие) и в основной массе жидкости. Разность этих концентраций носит название движущей силы процесса массопередачи. Пропшоточное поршневое движение фаз в аппарате при одинаковых значениях степени извлечения и отношения расходов фаз обеспечивает наибольшую величину средней по высоте аппарата движущей силы. Кроме того, только организация движения фаз в аппарате (или каскаде аппаратов) по принципу противотока позволяет с использованием минимально необходимого количества чистого экстрагента практически полностью извлечь растворенный компонент из исходного раствора, даже если для этого потребуется очень большое число теоретических ступеней контакта. Любые другие способы организации движения фаз (перекрестный ток, прямоток, полное перемешивание одной из фаз и обеих фаз и др.) теоретически позволяют сделать это только при бесконечном отношении расхода экстрагента к расходу исходного раствора. [c.36]

Рассмотрим сначала расчет эффективности массопередачи при однонаправленном движении фаз с учетом продольного перемешивания потоков на основе диффузионной модели. В следующем разделе эффективность массопередачи в противотоке и прямотоке рассматривается на основе простейшей однопараметрической секционной модели, позволяющей обобщить расчетные выражения на случай разделения бинарных и многокомпонентных смесей. [c.194]

Коэффициент массопередачи К и поверхносгь 5 можно варьировать, создав в аппарате упорядоченный гидродинамический режим при высокой турбулентности потоков. На среднюю разность концентраций, являющуюся в основном функцией выбранного направления потоков (прямотока или противотока), в значительной степени влияют нарушения гидродинамического режима застойные зоны, продольное перемешивание и т. п. [c.49]

Сравнение работы двухступенчатой установки (с чередованием направления движения газа) и одноступенчатой при абсорбции хлора известковым молоком [17] показало, что при равенстве общей плотности орошения показатели установок близки при Шг=1 м/с, но уже при Шг=1,7 м/с различаются в 2 раза. Такой характер влияния скорости газа объясняется резким падением коэффициента массопередачи Ку в прямоточной зоне, что не компенсируется его увеличением в противоточной зоне. Начиная с Шг=1,7 м/с, значение Ку для прямоточной зоны становится пранебрежимо малым и характер изменения общего Ку, а также его величина определяются исключительно противоточной зоной (рис. У.8). Естественно, что при этом коэффициент скорости абсорбции всей установки меньше аналогичного для первой зоны из-за разницы абсорбционных объемов. Прямое сравнение противотока и прямотока было осуществлено нами при абсорбции хлора известковым молоком в одной и той же колонне диаметром 2 м, работающей попеременно по противоточной и по прямоточной схемам [18]. При скорости газа 2,5 м/с [c.228]

Логарифмические формулы движущей силы процесса для обратимой массопередачи в условиях прямотока, противотока и перекрестного тока приведены в учебнике И. П. Мухленова и др. Общая химическая технология . Изд-во Высшая школа , 1964, стр. 93. [c.16]

Логарифмические уравнения движущей силы процесса для обратимой массопередачи в условиях прямотока, противотока и перекрестного тока см. Общая. химическая-технология/Мухленов И. П., Авербух А. Я., Тумаркина Е. С., и др. Под ред. Мухленова И. П. 3-е изд., перераб. и доп. М., 1977, ч. I, гл. II. [c.16]

При перекрестном токе приведенные выше уравнения для движущей силы и числа един1щ переноса (при противотоке и прямотоке) не пригодны. По аналогии с теплопередачей можно вывести соответствующие формулы для массопередачи при перекрестном токе. На тарелках барботажных абсорберов условия близки ко второму случаю перекрестного тока [22], когда жидкость движется смешивающимся потоком (полностью перемешивается в направлении, перпендикулярном к ее движе- [c.65]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология