Колонны полного смешения

КОЛОННЫ ПОЛНОГО СМЕШЕНИЯ [c.53]

Производство фенолоформальдегидных смол осуществляется периодически и непрерывным методом. В качестве варочного котла— реактора-—в периодическом методе применяются цилиндрический аппарат, изготовленный из легированной стали, биметалла или никеля, вместимостью 5—15 м со сферическим дном, в котором имеется сливной штуцер с краном или запорным устройством для выпуска готовой смолы. В крышке расположен загрузочный дюк и смотровые стекла. Реактор, работающий в режиме, близком к полному смешению, снабжен мешалкой якорного типа и водяной рубашкой для подогрева (охлаждения) реакционной смеси. Для непрерывной поликонденсации (рис. 97) используют реакторы идеального смешения. Аппарат представляет собой колонну, состоящую нз расположенных одна над другой секций (рис. 98). Мешалки всех секций имеют общий вал и приводятся в движение От одного двигателя. Все исходные вещества поступают в колонну смешения при атмосферном давлении и 95—98°С. Образовавшаяся смола отделяется от надсмольной воды в сепараторе и направляется на сушку, а затем через смолоприемник на охлаждение. [c.220]

Все многообразие ректификационных колонн в зависимости от относительного движения фаз при контакте можно разделить на четыре группы (фиг. 28) 1) колонны перекрестного тока 2) колонны полного смешения 3) противоточные колонны 4) прямоточные колонны. [c.42]

Колонны полного смешения отличаются от колонн перекрестного тока в основном отсутствием переливных устройств для жидкости. Жидкость сливается на нижележащие тарелки через те же отверстия, по которым поднимается пар, или через отверстия, расположенные рядом с последними. Вследствие этого тарелки полного смешения получили название провальных. [c.53]

Для расчета составов в колонне в виде функции от времени предполагаем, что колонна является аппаратом полного смешения, имеющим объем, равный полной удерживающей способности колонны. [c.58]

Необходимо особо подчеркнуть, что физические процессы в аппаратах с механическим перемешиванием резко отличаются от физических процессов в колоннах, если даже колонна является аппаратом идеального (полного) смешения. Следовательно, адекватность математической модели процесса в аппарате колонного типа не может быть проверена путем сопоставления с опытами в аппаратах с мешалками. [c.24]

Дифференциальное уравнение (VI.81) характеризует кинетику синтеза аммиака при режиме идеального вытеснения. По данным практики можно полагать, что на первых четырех полках колонны синтеза со взвешенными слоями катализатора гидродинамические условия близки к полному смешению. Для определения высоты слоя катализатора при режиме смешения уравнение (VI. 81) с учетом соотношения (VI. 82) преобразуется к виду [c.150]

Таким образом, секционирование барботажного реактора глухими тарелками с переливом приводит для реак -ций окисления ацетальдегида в уксусную кислоту к уменьшению времени пребывания более чем в 4 раза по сравнению с полым реактором полного смешения того же объема и тех же значениях концентраций на входе и выходе реактора, Однако при этом концентрация лактона уменьшается. Поэтому с точки зрения скорости образования лактона при жидкофазном совместном окислении ацетальдегида и циклогексанона полый барботажный реактор колонного типа, работающий в режиме, близком к полному перемешиванию, является более предпочтительным. [c.203]

В зависимости от концентрации и совокупности других условий тарелка ректификационной или абсорбционной колонны может работать по принципу аппарата полного смешения, полного вытеснения или промежуточного типа. В последнем случае рассматриваются два варианта работы . [c.311]

Межфазная поверхность Р соответствует поверхности более тяжелой, жидкой фазы и иногда определяется экспериментально. При высокой турбулизации, когда определение фактической величины Р затруднительно, пользуются при расчетах фиктивной величиной поверхности ( площадь сечения реактора, поверхность насадки, полок) или объема (реакционный объем, объем жидкой фазы). Иногда Р определяют, пользуясь кинетическими уравнениями, характерными для режимов идеального вытеснения или полною смешения. Так, для абсорбционной колонны с насадкой- [c.162]

Реакторы для гетерогенных реакций в жидкой фазе, как правило, снабжены мешалками различных типов с теплообменными устройствами (обычно косвенного теплообмена). Эти реакторы с мешалками работают при режиме, близком к полному смешению, и подчиняются кинетическим закономерностям, характерным для реакций в гомогенной жидкости (см. гл. V). В промышленности применяют реакторы для несмешивающихся жидкостей периоди- ческого и непрерывного действия, единичные и объединенные в каскад (см. рис. 27, табл. 2 и табл. 6). Для жидкостного экстрагирования используют также насадочные и ситчатые колонны с противоточным движением жидкостей тяжелая — сверху вниз, а легкая — снизу вверх. [c.209]

Размер области 1 будет также возрастать, если необходима высокая чистота продукта. Проблему обычно решают, позволяя зонам разделенпя между А и В и между В и С двигаться к выходу колонны. Частично разделенный материал затем подвергают рециклу. Для рецикла зону А—В вводят до момента питания, а зону В—С — иосле момента питания. Может оказаться полезным далее подразделить рецикл вместо его полного смешения. Однако рецикл уменьшает только область / и не влияет на другие неэффективные области 2, 3, 4. [c.158]

Наконец, если использовать систему колонн с рециклом, то всегда можно перевести точку питания в зону, для которой возможен наиболее эффективный вариант разделения в первой колонне— (2,3 1) или по крайней мере вариант разделения — (2,3 1,3). При такой схеме возможно полное разделение на компоненты соответственно в двух или в трех колоннах обратимой ректификации. Надо, однако, иметь в виду, что в системе с рециклом процесс может быть полностью обратимым, если наряду с колоннами обратимой ректификации использовать также колонны обратимого смешения. [c.84]

А. Г. Евстафьев [52] предлагает классифицировать контактные устройства в зависимости от относительного движения фаз. По этому принципу все существующие колонные аппараты подразделяются на четыре группы перекрестного типа, полного смешения, противоточные и прямоточные. Дальнейшая классификация зависит от конструкции контактных элементов (схема 1). [c.5]

Заключительным этапом технологического процесса является быстрое и полное смешение воды с озонированным воздухом в специальной контактной колонне 9. Диффузия озона в виде мельчайших пузырьков в толще воды осуществляется через сеть пористых трубок 10, размещенных в основании контактной колонны. Вода входит самотеком по трубе И. Следовательно, вода и озонированный воздух циркулируют во встречных направлениях, что ускоряет процесс растворения озона. Вода выпускается через отверстия в стенке бокового кармана 12, примыкающего к корпусу колонны. Озонированная вода поднимается по этому карману, после чего направляется в резервуар чистой воды по. трубопроводу 13. Благодаря рациональным условиям контакта воды с озоном воздух, выходящий в вытяжную трубу 14, содержит только следы озона и может быть выведен наружу без всякой опасности для населения окружающих районов. [c.217]

Во избежание большого распада гидроперекиси процесс окисления прекращают после достижения концентрации 25—30%. Для периодического процесса этого достаточно. Для непрерывного процесса необходимо еще строго регламентировать время пребывания всех частиц гидроперекиси в реакторе и не допускать смешивания гидроперекиси с исходным сырьем. В то же время окисление ведут барботажем воздуха через жидкость, и реактор работает по принципу полного смешения. Единственный выход в этом случае—ступенчато-противоточное секционирование. Процесс ведут в тарельчатой колонне. Сверху стекает изопропилбензол, снизу противотоком идет воздух. Каждая тарелка—отдельная секция. [c.34]

Первый из них (рис. 58, а) представляет собой тарельчатую колонну из легированной стали. Слой жидкости на тарелках высокий— может достигать 1 м. Кислота, спирт и катализатор поступают на верхние тарелки колонны если спирт летучий, его можно подавать на одну из нижних тарелок. Вся масса стекает вниз по тарелкам, причем этерификация происходит на каждой из них, но состав жидкости на тарелках различен. Следовательно, каждая тарелка является реактором полного смешения, а вся колонна — каскадом таких реакторов. [c.272]

Рассмотренный тип реактора непригоден для непрерывного процесса, поскольку он работает в режиме полного смешения. При непрерывном подводе исходного вещества и отводе продукта реакции производительность аппарата и полнота завершения реакции окажутся неудовлетворительными. По этой причине для непрерывного процесса с суспендированным катализатором приходится использовать каскад из двух или более последовательных колонн (рис. 172, б). В этой схеме исходный реагент подают только в первую колонну и жидкость перетекает из одного аппарата в другой. Во избежание излишнего перемешивания реакционной массы здесь лучше применить внутреннее охлаждение и прямоток жидкости и газа, подаваемых в нижнюю часть колонн и выводимых сверху. В зависимости от рабочей температуры хладоагентом может быть вода или водный конденсат. В последнем случае на установке генерируется пар, используемый для производственных нужд. [c.716]

Как следует из результатов испытания производственного реактора (табл. IV- и рис. 1У-40), при малой скорости подачи хлора продольное перемещивание реагентов столь значительно, что условия работы насадочной эмульгационной колонны приближаются к условиям, характеризующим реакционный аппарат полного смешения. [c.355]

Рассмотренный тип реактора непригоден для непрерывного процесса, поскольку он работает в режиме полного смешения. При непрерывном подводе исходного вещества и отводе продукта реакции произ-, водительность аппарата и полнота завершения реакции окажутся неудовлетворительными. По этой причине для непрерывного процесса с суспендированным катализатором приходится использовать каскад из двух или более последовательных колонн (рис. 125,6). В этой схеме исходный реагент подают только в первую колонну, и жидкость перетекает из одного аппарата в другой. Во избежание из- [c.622]

Гидродинамическая структура жидкостного потока в колонном биореакторе может соответствовать идеальному перемешиванию при наличии контура циркуляции, или приближаться к идеальному вытеснению при прямоточном взаимодействии барботируемого газа и питательной среды, что позволяет применять эти аппараты для широкого класса процессов культивирования аэробных микроорганизмов [20]. Необходимая величина скорости сорбции кислорода, с учетом потребления кислорода микроорганизмами, достигается в основном расходом газовой фазы и относительной скоростью движения газового и жидкостного потоков. В работах [5, 12, 20] рассмотрены примеры использования секционированных колонных бнореакторов в процессах микробиологического синтеза. В многоступенчатом колонном биореакторе, состоящем из секций, разделенных перфорированными тарелками, подача субстрата осуществляется на нижнюю тарелку, а вывод суспензии микроорганизмов — сверху. Дополнительно к турбулизацин жидкости барботируемым газом в ряде аппаратов применяется механическое пере.мешнванпе за счет лопастных мешалок, находящихся в каждой секции колонны и помещенных на центральной оси. Движение жидкости и газа в ферментере обычно противоточное. За счет дополнительного механического перемешивания каждая секция колонны работает как ячейка полного смешения. [c.206]

Для непрерывного проведения более медленных реакций приходится применять иные типы реакторов. Их выполняют в виде реакционных колонн или других аппаратов большой емкости, но структура потоков в них значительно отличается от идеальной (реальные реакторы). Можно использовать сочетания или последовательность идеальных реакторов. Одна из них — это каскад реакторов полного смешения (рис- 79, а) или аналогичные ему секционированные реакторы, разделенные на секции дырчатыми перегородками, поперечными направлению потока (рис. 79,6). Для каждого реактора каскада или секции (рис. 80) можно записать такое уравнение [c.320]

Для непрерывной поликонденсации используют реакторы, состоящие из секций полного смешения. Таким образом, аппарат представляет собой колонну, состоящую из расположенных одна над другой секций 2 (рис. 14.10). Мешалки 3 всех секций имеют общий вал 4 и приводятся в движение от одного двигателя /. Все исходные вещества поступают в колонну при атмосферном давлении и 95—98 °С. [c.288]

Экстракционную перегонку применяли для отделения изобутана от бутилена-1 (разница в температурах кипения равна 5,2°) и для отделения н-бутана от цис- и транс-бутилена-2, которые кипят соответственно на 0,8 и 4,2° выше, чем н-бутан. Колонны для экстракционной перегонки работали под давлением 4—5 ата. В этих условиях можно было ограничиться водяным охлаждением. Чтобы обеспечить полное смешение на каждой тарелке колонны, отношение фурфурола к углеводороду поддерживали достаточно высоким. В табл. 31 представлены результалы, полученные при отделении н-бутиленов с помощью колонн экстракционной перегонки. [c.129]

Таким образом, при проектировании и вычислении скорости процесса или количества продукта по уравнению (П.56) будут получаться одинаково точные результаты при определении ДСср по формулам (П.77) и (П.78). Необходимо применять одну и ту же формулу (П.77) или (П.78) как при определении ДСср по экспериментальным данным, так и при проектировании. Равенство (П.75) справедливо и для десорбции. Для десорбции обязательно С >С, поэтому в формулах, подобных (П.76) — (П.78), будут соответствующие разности С — С. При массопередаче в системах Г — Т, Г — Ж и Ж — Ж формулы для расчета движущей силы аналогичны (П.75) — (П.78). В многополочных аппаратах со взвешенным слоем и в барбота-жных колоннах комбинируются перекрестный ток на каждой полке с противотоком по высоте аппарата. При этом ДСср вычисляется по уравнению (П.77). Аппараты с перекрестным током обычно обеспечивают наивысшую интенсивность процесса вследствие одновременного повышения ДС, Р и й по сравнению с противотоком. Для режимов, близких к полному смешению (см. рис. 6), концентрации реагентов в проточных [c.63]

Число Пекле Р В может быть определено через длину смешения I. При этом = Ы1, где Ь — полная длина колонны. Длина смешения относится к средней скорости У, выраженной через коэффициент продольной дисперсии Е = ЯР так, что Р В = ЬР1Е. Локальное значение числа Пекле можно определить также через характеристический размер где Р1=аИ1= йР Е, откуда Р В = ЬР/Е = Р1 Ь/ 1). [c.123]

Подобно тому, как это было в случае хлорбензола, во избежание большого распада гидроперекиси процесс окисления прекращается после достижения концентрации ее 25—30%. Для периодического процесса задача снижения распада гидроперекиси на этом заканчивается. Для непрерывного процесса она с этого только начинается, так как необходимо еще строго регламентировать время пребывания всех частиц гидроперекиси в реакторе и не допускать смешивания гидроперекиси с исходным сырьем. В то же время окисление ведется барботажем воздуха через жидкость, и реактор работает по принципу полного смешения. Единственный выход в этом случае — ступен-чато-противоточное секционирование. Процесс ведется в тарельчатой колонне. Сверху стекает изопропилбензол, снизу противотоком идет воздух. Каждая тарелка — отдельная секция. [c.29]

Непрерывное производство некоторых продуктов последнего типа осуществляют в реакционной колонне с выносным охлаждением и циркуляцией жидкости при помощи насоса (рис. 80,б). Исходные вещества непрерывно вводят в аппарат и по мере этого выводят продукты реакции. Такой тип реактора полного смешения подходит для-получения этиленциангидрина или алкиленкарбонатов, где последовательные реакции оксизтилирования не имеют значения. Однако при синтезе этаноламинов в таком аппарате ухудшается состав продуктов, а при получении неионогенных поверхностно-активных веществ кривая распределения по степени оксизтилирования становится более пологой по сравнению с изображенной на рис. 79 (стр. 405). Эти нежелательные эффекты можно снизить, если применять реакторы вытеснения, секционированные аппараты или каскад реакторов. [c.408]

Полусекционная колонна = 15 см оттавский песок —10 + 30 меш Но = 46 см газ — воздух трассер — Не = 2,1 см а = 60° го = 31 см/с 1 — идеальное вытеснение г — плотноупакованный слой 3 — псевдоожиженный слой 4 — фонтанирующий слой 5 — полное смешение. [c.67]

Для, непрерывной поликонденсации (рис. 224) используют реакторы, состоящие из секций полного смешения. Аппарат представляет собой колонну, состоящую из расположенных одна над другой секций (рис. 225). Мешалки всех секций имеют общий вал и приводятся в движение от одного двигателя. Все исходные вещества поступают в колонну смешения при атмосферном давлении и 95—98° С. Образовавшаяся смола отделяется от надсмольной воды в сепараторе и направляется на сушку, а затем через с. юло-приемник на охлажденне. [c.574]

Одним из показателей, определяющих эффективность массообменных аппаратов, является продольное смешение, которое характеризует отклстение реального потока от идеального режима течения — полного смешения или полного вытеснения. Концентрация распределяемого компонента в сплошной фазе пульсационной колонны изменяется монотонно от начального до конечного значений, поэтому процессу соответствует диффузионная модель Ц]. Интенсивность продольного смешения оценивается, согласно этой модели, коэффициентом продольного смешения. [c.85]

На рис. 7.4 приведен пример численного расчета Сг и X, вьь полненного Хоменей О. П. при значениях параметров п= I, т = 1,1, 0 — 2,2 и задаваемой степени превращения 97 /о. Обрыв кривых 1, 2 я 3 соответствует значениям гв, при которых выполняется граничное условие (7.90). Как следует из приведенного рисунка, режиму идеального вытеснения соответствуют значения <0,01, а режиму полного смешения — значения 10. Незначительным различием хода кривой Сг при Б = 10 и 5->-оо можно пренебречь. Высота колонны, соответствующая степени превращения 97%, при идеальном перемешивании в 1,3 раза больше, чем при идеальном вытеснении. [c.261]

Аппараты полного смешения, как правило, наименее производительны. Кроме реакторов с мешалками (рис. 69, а) распространены проточно-циркуляционные аппараты (рис. 69,6), в том числе с выносным охлаждением, и барботажные колонны (рис. 69,в), которые при высокой кратности циркуляции или скорости подачи газа очень близки к модели полного смешения. Их применяют для некоторых гетерофазных процессов (две несмешивающиеся жидкости или газ — жидкость нитрование, сульфирова- [c.310]

Реактор с фильтрующим слоем (рис. 49, а) представляет собой колонну, в которой укреплена горизонтальная или наклонная решетка, поддерживающая слой кусков или гранул твердого пористого материала (адсорбента, спека), через который пропускают жидкость. Реакторы с фильтрующим слоем работают при режиме, близком к идеальному вытеснению они малоинтенсивны. Реакторы со взв" 1 ч-ным слоем твердого вещества (рис. 49, б, -5) работают непрер. 1., при режиме, близком к полному смешению. При небольшой разиости плотностей твердой и жидкой фаз и малых размерах твердых частиц можно применять реакторы с фонтанирующим слоем (рис. 49, в). В таких реакторах отсутствуют металлические полки (решетки), что позволяет применять агрессивные среды. Для растворения, выщелачивания, экстрагирования, полимеризации широко применяют аппараты с механическим и пневматическим (рис. 49, г, д), а также с другими приемами перемешивания, например с помощью шнека (рис. 49, е) и струйного смешения (рнс. 49, ж). Реакторы с перемешивающими устройствами (за исключением шнекового) работают при режиме, близком к полному смешению и поэтому изотермичны. Реакторы смешения типа 49, г, д применяются и для гомогенных жидкофазных взаимодействий (см. рис. 45), а также для взаимодействия несмеши-вающихся жидкостей (гетерогенная система Ж—Ж). Процесс кристаллизации часто ведут в барабанных трубчатых реакторах (49, з), работающих при режиме, близком к идеальному вытеснению. [c.117]

Применение быстроходных перемешивающих устройств целесообразно в аппаратах малого диаметра в связи с этим интересны аппараты колонного типа с многоскребковыми мешалками. В этих аппаратах наряду с интенсификацией радиального переноса повышение числа оборотов мешалки должно вызывать и интенсификацию продольного перемешивания по высоте аппарата, приводящего к снижению скорости реакции. Кроме того, выравнивание концентрации, а следовательно, и вязкости полимеризата по высоте увеличивает мощность, потребляемую при перемешивании. Уменьшение влияния продольного перемешивания может быть достигнуто делением колонного аппарата на ряд секций путем установки поперечных перегородок (рис. IV. 10). Таким образом, каждая секция близка к реактору полного смешения, а между секциями создаются условия, близкие к полному вытеснению. [c.206]

Следует отметить, что связь эффективности массообмена на тарелках и скорости паров в колонне соответствует зависимости коэффициента массопередачи от скорости в степени 0,9 (это значение близко для всех типов тарелок). С уменьшением концентрации эффективность массооб.мена несколько с.нижает-ся, что объясняется увеличением долл сопротивления массопередачи в жидкой фазе. Это подтверждается также изменением локального значения коэффициента обогащения по длине кольцевой и дюзовой тарелок при работе на низких конценпра-циях метанола, когда значе гие тангенса утла наклона касательной и кривой равновесия т резко из.меняется. Так, например, для дюзовой тарелки прн концентрации жидкости, стекающей с тарелки, 5% (ш = 1,5 м/ сек) локальное значение коэффициента обогащения из.менялось от 0,40 до 0,65. Эффективность колпачковых и клапанных тарелок (полного смешения) уменьшалась подобным образом прн снижении концентрации метанола ниже 0%. В этом слу чае значение т изменялось от 0,45 до 0,7 (концентрация снижалась до 2,5%). Следует отметить, что коэффициент обогащения тарелок не зависит от скорости паров до тех значений, при которых начинает влиять унос жидкой фазы. [c.58]