Процессы с межфазным массообменом

В случае гетерогенных реакций, при проведении которых на ход процесса влияет массообмен через межфазную поверхность, достижение одинаковых скоростей реакции требует дополнительного соблюдения равенства межфазной поверхности, рассчитанной на единицу объема реакционной системы. При разборе масштабирования аппаратов с мешалками было показано, что для выполнения этого условия необходимо сохранить геометрическое подобие аппаратов и равенство расхода мощности на перемешивание в расчете на единицу объема системы. При этих предположениях трудно соответствующим образом повысить интенсивность теплообмена в образце и практически возможен некоторый отход от геометрического подобия с целью увеличения поверхности теплообмена в аппарате большего масштаба. - [c.472]

Существенные различия между скрубберами с орошаемой неподвижной насадкой и контактными аппаратами с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем были отмечены Ченом и Дугласом Задержка жидкости в слое неподвижной насадки слагается из динамической и статической составляющих, причем последняя играет весьма ограниченную роль в процессах межфазного переноса. В то же время, в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем статическая задержка жидкости практически отсутствует вследствие движения насадки и, таким образом, вся удерживаемая жидкость принимает участие в массообмене между фазами. Этим, в частности, можно объяснить тот факт, что при одинаковых условиях работы скорости тенло-массопереноса в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем выше, чем в абсорберах с неподвижной насадкой . [c.677]

Выше были перечислены пять групп факторов, которые оказывают влияние на работу гетерогенного реактора. (Очевидно, что скорость и направление процессов каждой из групп зависит от скорости п направления всех остальных процессов. Однако наиболее типичной для химического реактора является взаимосвязь химических и массообменных процессов. Для того чтобы наглядно показать тесную связь химического взаимодействия и процессов межфазного переноса в гетерогенных реакторах для систем жидкость — жидкость пли жидкость — газ, рассмотрим простейшую реакцию первого порядка по переходящему компоненту в изотермическом реакторе идеального (полного) вытеснения. [c.13]

Математические модели ректификационных колонн, основанные на замене реальных тарелок теоретическими ступенями разделения, получили широкое распространение в практике проектных расчетов, поскольку позволяют вести расчет колонны без учета гидродинамической обстановки на тарелках. По существу эти модели (см. табл. 14, модели 3, 5 и 6) представляют собой попытку замены описания ректификационной колонны описанием аппарата с полной конденсацией пара на ступенях разделения. До некоторой степени это отражает свойства процесса ректификации, поскольку взаимодействие паровой и жидкой фаз, имеющих различные температуры, сопровождается явлениями конденсации. Вместе с тем такая замена, по существу, игнорирует межфазный массообмен, который также влияет на работу ректификационной колонны. [c.302]

Другая группа моделей (см. табл. 14, модели 1, 2, 4), напротив, не учитывает процессы конденсации или испарения в качестве основных актов разделения, представляя межфазный массообмен как результат только диффузионной передачи вещества. Естественно, что и этот подход не может быть признан в качестве единственно правильного метода моделирования процесса разделения. Однако при этом учитываются гидродинамические условия на тарелках и, кроме того, оказывается возможным установление однозначного соотношения между тарелками реального аппарата и их представлением в модели. [c.302]

Общая характеристика газожидкостных реакторов. Возможны два варианта газожидкостных реакций либо газ реагирует непосредственно с жидкостью, либо реагирующие вещества находятся в газовой фазе, а жидкость является катализатором. Во втором случае реакция протекает либо в объеме жидкого катализатора, либо на его поверхности. В качестве примеров газожидкостных реакций можно привести производство уксусного альдегида гидратацией ацетилена, алкилирование бензола пропиленом, окисление изопропилбензола кислородом воздуха. Главные требования к газожидкостным реакторам — создание условий для их межфазного контакта и оптимального теплового режима процесса, так как газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом, а скорость их зависит от температуры. [c.270]

При всей сложности процессов физико-химического заводнения механизм эффективного вытеснения нефти состоит в изменении фазовых проницаемостей для воды и для нефти, вязкостей воды и нефти, капиллярного давления и в интенсивном межфазном массообмене. Физико-химические реагенты, изменяющие гидродинамические характеристики пластовых флюидов и пористой среды, обычно называют активными примесями. Принято различать растворы активных примесей малых концентраций (химреагенты) и высоких концентраций (растворители) вьщеляют также пассивные примеси, оказывающие влияние на сорбируемость и растворимость активных примесей [24, 25, 27, 30]. [c.175]

Технологическая (или рабочая) машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в соответствии с заданной программой. В ходе технологического процесса под воздействием рабочих органов машины изменяются качественные показатели предмета труда (физические свойства, форма, положение) при этом затрачивается полезная работа. В машинах химических производств технологический про-, цесс обычно носит сложный характер на предмет труда помимо механического воздействия может накладываться какой-либо (или совокупность) типовой процесс химической технологии — химическое превращение, межфазный массообмен, нагрев, изменение агрегатного (фазового) состояния вещества и др. Например, в аммо-низаторах-грануляторах происходит не только процесс гранулирования окатыванием,. , е. получение сферических гранул из мелкодисперсного материала перемещением его частиц во вращающемся барабане, но и химическая реакция — нейтрализация жидким аммиаком фосфорной кислоты, содержащейся в пульпе, которая подается в гранулятор, а также сушка материала (тепломассообменный процесс). [c.7]

В промышленных аппаратах с колпачковым или перфорированным газораспределением газ входит в слой неравномерно в виде струй, из которых образуются газовые пузыри. Процессы межфазного тепло- и массообмена начинаются здесь в основном после того, как газ из пузырей и струй попадет в плотную фазу слоя. Это увеличивает высоту Н зоны полного прогрева и усложняет ее расчет. В плотной фазе межфазный тепло- и массообмен идет примерно так же, как в плотном слое при = 1. Поэтому газ, попадающий из пузырей и струй в слой более горячих мелких частиц За 2 мм), быстро прогревается (рис. 2.4,а), а газ, втекающий в пузырь снизу из плотной фазы в процессе его циркуляции около пузыря, уже прогрет. [c.100]

В условиях работы реального аппарата межфазный массообмен осложняется по сравнению с массообменом одиночной неподвижной частицы, которая взаимодействует с потоком, имеющим постоянную концентрацию целевого компонента. Так, по опытным данным возможное вращение частиц неправильной формы интенсифицирует процесс внешнего массообмена. Однако количественный расчет этого эффекта для реальных массообменных аппаратов затруднителен. Кроме того, значение средних по поверхности частицы коэффициентов массоотдачи может существенно зависеть от порозности дисперсной фазы. [c.62]

Массообменные процессы - межфазный обмен, в результате которого меняется компонентный состав контактирующих фаз без коренного изменения химического состава, т. е. химических превращений. К ним относятся растворение, кристаллизация, сушка, дистилляция, ректификация, абсорбция, экстракция, десорбция, осуществляемые в соответствующих аппаратах - сущилках, дистилляторах, ректификаторах, абсорберах, экстракторах, десорберах. [c.20]

К изложенному следует добавить взаимное влияние близко всплывающих пузырьков друг на друга, их возможное слияние или дробление и т. п. По этим и другим причинам вычисление скорости всплытия газовых пузырей и других характеристик интенсивного процесса барботажа для реальных условий работы массообменной аппаратуры может быть произведено по конкретным экспериментальным данным, которые здесь не приводятся ввиду их многообразия и громоздкости. Отметим лишь, что наиболее существенной гидродинамической характеристикой для процессов межфазного массо- и теплообмена при барботаже является удельная поверхность (в мVм ) всех пузырьков, одновременно находящихся в слое жидкости объемом [c.119]

Таким образом, для описания хроматографического процесса с внешнедиффузионной кинетикой вместо кинетического уравнения (1.7) можно использовать уравнение (1.18) (характеризующее межфазный массообмен), дополняя его уравнением межфазного равновесия [c.23]

Процессы с межфазным массообменом [c.214]

Гетерогенные процессы с межфазным массообменом [c.140]

Для протекания газожидкостной реакции необходим контакт газа и жидкости. В большинстве случаев реакция протекает в жидкой фазе, в которую должен вводиться реагирующий компонент газовой смеси поэтому газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом. В некоторых случаях одни стадии процесса протекают в жидкой фазе, другие — в газовой, например в производстве азотной кислоты. В абсорбционно-окислительной колонне происходит следующая цепочка процессов абсорбция диоксида азота жидкостью — реакция диоксида азота с водой с образованием азотной и азотистой кислот — разложение азотистой кислоты с образованием моноксида азота — десорбция моноксида азота в газовую фазу — окисление моноксида азота в диоксид, причем окисление моноксида азота происходит в газовой фазе, а остальные реакции - в жидкой необходимыми стадиями процесса являются также абсорбция и десорбция. Все эти процессы проводят одновременно в одном аппарате. [c.435]

Искомыми величинами при расчете массообменных колонн являются их диаметр и рабочая высота. Диаметр колонны определяется объемной скоростью потоков фаз, а для расчета ее высоты необходимо совместно решить уравнения скорости (Процесса массопередачи и материального баланса. Эти ура внения применительно к межфазному обмену одним компонентом (однокомпонентная [c.206]

При проектировании реакторов описываемого типа следует иметь в виду, что характер газового потока и размер пузырьков зависят от скорости потока, определяющей величину межфазной поверхности. Процессы, в которых большую роль играет массообмен, следует проводить при турбулентном режиме верхней границей служит скорость, при которой начинают образовываться газовые пробки. Размеры пузырьков зависят от свойств жидкости — ее вязкости, плотности, поверхностного натяжения и т. д. Высота столба жидкости, зависящая от степени насыщения ее пузырьками газа, также влияет на работу аппарата. [c.360]

Насадочные колонны для массообменных процессов между газом и жидкостью чаще всего работают в пленочном режиме. Максимальная межфазная поверхность в этом случае равна поверхности элементов насадки, однако в действительности она обычно меньше по следующим причинам. Во-первых, часть поверхности насадки может быть не смочена жидкостью. Во-вторых, часть жидкой фазы внутри насадки пребывает в аппарате длительное время и вследствие этого находится в равновесии с газом. Межфазную поверхность, образованную этой застойной жидкостью, называют статической. В процессах абсорбции, десорбции, ректификации она является неактивной эффективная удельная поверхность контакта фаз равна разности между смоченной и статической поверхностью насадки а = —Сст- [c.50]

Алгоритм расчета многокомпонентного равновесия также можно причислить к алгоритмам преобразования данных. В настоящее время многокомпонентное равновесие рассчитывается обычно на основе бинарных равновесных данных, при этом накладываются очень жесткие ограничения на время расчета, поскольку по специфике проектирования массообменных процессов расчет межфазного равновесия является одним из наиболее интенсивно используемых алгоритмов. В связи с этим следует отметить работы [38, 39 , в которых предложены методы расчета многокомпонентного равновесия, значительно экономящие время. [c.230]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

В системах двухфазной фильтрации с несколькими химреагентами (104) и растворителями, описывающих процессы вытеснения нефти комбинированными оторочками, необходимо кусочно-линейным образом аппроксимировать все изотермы. Этим достигается контактификация систем с активными и пассивными примесями, с межфазным массообменом и массообменом пластовых флюидов со скелетом пористой среды. [c.216]

Разработана также модель, учитывающая межфазный массообмен, химическое взаимодействие компонентов, возможность возникновения в процессе вытеснения новых фаз, диссипацию. Такая сложная модель используется при прогнозировании ми-щеллярно-полимерного заводнения, закачки щелочных растворов, вытеснения диоксидом углерода в условиях ее неполной смешиваемости с пластовыми флюидами. [c.82]

Колонные Р.х. могут быть пустотелыми либо заполненными катализатором или насадкой (см. Иасадочные аппараты). Для улучшения межфазного массообмена применяют диспергирование с помощью разбрызгивателей (см. Распыливание), барботеров, мех. воздействия (вибрация тарельчатой насадки, пульсация потоков фаз) или насадки, обеспечивающей высокоскоростное пленочное движение фаз. Р.х. данного типа используют в осн. для проведения непрерывных процессов в двух- или трехфазных системах. Трубчатые Р.х. применяют часто для каталитич. р-ций с теплообменом в реакц. зоне через стенки трубок и для осуществления высокотемпературных процессов газификации. При одновременном скоростном движении неск. фаз в таких реакторах достигается наиб, интенсивный межфазный массообмен. Специфич. особенностями отличаются Р. х. для электрохим (см. Электролиз), плазмохим. (см. Плазмохимическая технология) и радиационно-хим. (см. Радиационно-химическая технология) процессов. [c.205]

Замети . , что подход к межфазному массообмену в процессах противоточной кристаллизации часто яяпигит пт типя диаграммы фазового равновесия. В случае образования твердых растворов кристаллы часто неустойчивы к изменению температуры. По мере их продвижения к зоне плавления они подплавляются, и в условиях адиабатического процесса образуются новые кристаллы,. Происходит так называемый процесс перекристаллизации. Часто этот процесс протекает за счет растворения мелких кристаллов и роста более крупных [254]. При перекристаллизации слои окклюдированной жидкости легко замещаются потоком флегмы, и состав внешних слоев жидкости вокруг кристаллов значительно приближается к составу потока флегмы [237, 242]. [c.196]

Заметим также, что подход к межфазному массообмену в процессах противоточной кристаллизации часто зависит еще от типа диаграммы фазового равновесия. В случае твердых растворов кристаллы часто неустойчивы к изменению температуры. По мере продвижения к зоне плавления они подпл авляются, и в условиях адиабатического процесса образуются новые кристаллы. При этом слой окклюдированной жидкости замещается потоком флегмы и внешние слои жидкости вокруг кристаллов по своему составу значительно приближаются к составу потока флегмы [359, 362]. [c.267]

Примерами газожидкостных реакций могут служить производство уксусного альдегида гидратацией ацетилена, алкилирова-ние бензола пропиленом, окисление изопропилбензола кислородом воздуха. Главные требования к газожидкостным реакторам — создание условий для их межфазного контакта и оптимального теплового режима процесса, так как газожидкостные реакции всегда сопровождаются межфазным массообменом, а их скорость зависит от температуры. [c.436]

В настоящей работе предлагается сравнительно несложная балансовая модель создания и эксплуатации подземного хранилища газа для рассматриваемых условий. Не претендуя на полное описание всей совог тности чрезвычайно сложных процессов трехфазной фильтрации с межфазным массообменом, ока позволяет учесть в основном отмеченные выше особенности, определить их влияние на технологические показатели будущего газохранилища. [c.81]

Автору, очевидно, остались неизвестными многочисленные работы по гидродинамике и массообменной способности аппаратов с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем, опубликованные на протяжении последних 6—8 лет советскими и зар жными исследователями. Это, естественно, значительно сузило объем информации по рассматриваемому вопросу, изложенной в данной главе. С целью восполнения этого пробела мы приводим список наиболее важных опубликованных работ [8-22]. В последних содержится достаточно обширная информация по ряду аспектов рассматриваемого процесса режимы трехфазного псевдоожижения начало полного ожижения и его зависимость от скоростей потоков ожижающих агентов, их физических свойств, а также от размеров и эффективной плотности элементов насадки динамическая высота слоя и газосодержание перепад давления в слое пределы существования трехфазного псевдоожиженного слоя интенсивность циркуляции элементов насадки в слое величина межфазной поверхности продольное перемешивание массообменная способность аппаратов с трехфазным псевдоожиженным слоем в процессах физн- -ческой абсорбции, хемосорбции и ректификации бинарных Жидких смесей. [c.675]

Коэффициенты массообмена в экстракционных колоннах зависят от фнзнко-химических свойств жидкостей, турбулентности в обеих фазах и геометрических элементов колонны. Несмотря на трудности определения поверхности контакта фаз, количественно массообмен определяется для всех типов колонн при помощи объемных коэффициентов массопередачи или высоты единицы массопереноса. Обе аелнчины (коэффициент и высоту единицы переноса) относят к фазе рафината, или к фазе экстракта, или же к диспергированной фазе, или к сплошной. Опытные данные выражаются с помощью критериев подобия, используемых при описании диффузионных процессов критерия Шервуда 5п, критерия Рейнольдса Ре для обеих фаз и критерия Шмидта 5с. В состав этих критериев входят вязкость и плотность жидкости но они не учитывают межфазного натяжения, которое в жидких системах оказывает влияние на массообмен через межфазную турбулентность. Расчетным уравнениям придается зид показательных функций. Введение в уравнения критерия Рей- юльдса для обеих фаз одновременно следует из предполагаемого влияния турбулентности одной фазы на другую. Во многих случаях зто влияние не подтверждается, и тогда уравнение содержит только один критерий Рейнольдса или скорость одной фазы. [c.304]

На основе предположения о том, что динамика процессов в реакторе с неподвижным слое катализатора описывается математической моделью, учитывающей теплопроводность слоя катализатора, конвективный поток газа, межфазный тепло- и массообмен и химическую реакцию, изучается явление распространения теплового фронта. При некоторых естественных предположениях относительно зависимости скорости химическй реакции от температуры и состава реакционной смеси доказывается существование я единственность решения соответствующих уравнений в виде бегущей волны. Определяются условия существования стоячей волны. Нрицодятся оценки основных характеристик теплового фронта максимальной температуры, скорости распространения и ширины реакционной зоны. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология