Математические модели насадочных колонн

Продольное перемешивание является одним из основных факторов, определяюш их статические и динамические свойства насадочных колонн, причем степень этого влияния зависит от гидродинамической обстановки в аппарате. При построении математических моделей насадочных колонн как объектов с распределенными параметрами с учетом продольного перемешивания возможны два подхода описание процесса на основе дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка — диффузионная модель, либо приближенное представление непрерывного процесса многоступенчатым с сосредоточенными параметрами в каждой ступени — ячеечная модель. [c.244]

Математические модели насадочных колонн [c.262]

При построении математических моделей насадочных колонн как объектов с распределенными параметрами с учетом продольного перемешивания также возможны два подхода описание процесса на основе дифференциальных уравнений с частными производными второго порядка — диффузионная модель или приближенное представление непрерывного процесса многоступенчатым с сосредоточенными параметрами в каждой ступени — ячеечная модель. [c.369]

Математические модели насадочных абсорбционных колонн [c.413]

Математические модели насадочных экстракционных колонн [c.420]

Оправдано ее применение также для математического описания насадочных колонн, поскольку данная модель соответствует конечно-разностной форме представления уравнения в частных производных для объекта с распределенными параметрами. [c.101]

Ш к л я р Р. Л., А к с е л ь р о д Ю. В., Хим. пром., № 3, 198 (1972). Абсорбция сероводорода и двуокиси углерода из природного газа водным раствором моноэтаноламина (математическая модель процесса и ее проверка в промышленной насадочной колонне). [c.276]

Массообменные процессы. Эта группа процессов отличается значительной сложностью по сравнению с предыдущими и соответственно большим числом моделей для их расчета. Массообменный процесс в большинстве случаев (ректификация, экстракция, абсорбция, кристаллизация) является системой, включающей как необходимые другие аппараты (например, теплообменники, конденсаторы, декантаторы и т. п.). Поэтому и математические модели как для описания, так и для алгоритмизации являются более сложными. Рассмотренные ранее модели структуры потоков и теплообмена могут использоваться при описании массообменных процессов на ступени разделения (тарельчатые колонны) и в слое насадки (насадочные колонны). При описании массообменного процесса уравнения гидродинамической структуры потоков фаз (см. табл. 4.4) должны быть дополнены членом, учитывающим массоперенос компонента через поверхность раздела фаз, например, в матричном выражении [c.129]

Значительную переработку претерпела четвертая часть, где рассмотрены аппараты для проведения процессов массопередачи. При анализе работы аппаратов широко использован метод математического моделирования. Систематизированы математические модели различных типов аппаратов. Расширены вопросы, связанные с оформлением новых методов проведения процессов массопередачи насадочные эмульгационные колонны и аппараты с внешним подводом энергии. Заново представлены обш,ие закономерности гидродинамики барботажного слоя, влияние структуры потоков на эффективность тарельчатых колонн. Дана оценка эффективности массопередачи на тарелках прн разделении многокомпонентных смесей, систематизированы математические модели тарельчатых ректификационных колонн. [c.4]

Для построения математической модели движения фаз в насадочной колонне примем следующие допущения [95] [c.421]

Пример. Рассмотрим приближенный метод дискриминации математической модели структуры потока жидкой фазы в насадочной колонне. [c.259]

Математическая модель неустановившегося потока дисперсной фазы в слое насадки [7]. Рассмотрим объем колонны достаточно больших размеров, равномерно заполненный беспорядочно уложенной насадкой, в котором происходит случайное неориентированное движение струй или капель (пузырей) дисперсной фазы. Струи (капли, пузыри) рассматриваются как однородные изолированные макроэлементы, не подверженные эффектам слияния (коалесценции) и разбиения (редиспергирования). При построении вероятностно-статистической модели процесса будем полагать, что случайный характер движения дисперсной фазы в насадке подчиняется закономерностям непрерывного марковского процесса. Это значит, что вероятность перехода элемента дисперсной фазы, находящегося в момент времени в точке насадочного пространства, в точку М, достаточно близкую к точке М , за время А4, отсчитываемое от момента 1 , не зависит от состояния системы до момента 1 . [c.351]

Пусть исследуемая секция насадочной колонны, расположенная между сечениями 2=0 и 2=2 , ограничена с обоих концов полу-бесконечными участками насадочных зон, характеристики которых отличны от характеристик центральной зоны (см. табл. 4.2). Ввод индикатора осуществляется в точке 2(,, анализ функций отклика производится в точке В случае импульсного входного возмущения математическая модель (7.40)—(7.41) для экспериментальной схемы, изображенной в табл. 4.2, запишется следующим образом [c.364]

Результаты сравнения экспериментальных и расчетных динамических характеристик лабораторного насадочного аппарата представлены на рис. 7.24. На этом рисунке приведены два типа расчетных характеристик кривая 1 представляет переходный процесс системы, рассчитанный по предложенной математической модели кривая 2 представляет переходный процесс, рассчитанный по ячеечной модели, структура которой не учитывает распределенности гидродинамической обстановки в аппарате и эффектов обмена между проточными и застойными зонами жидкости. Подача возмущения по расходу жидкости при расчете кривой 2 осуществляется путем мгновенного изменения плотности орошения по всей длине колонны. Указанные допущения в структуре модели (7.141) являются источником значительных расхождений между экспериментальными и рассчитанными по этой модели динамическими характеристиками в области средних частот наблюдается существенная разница в величинах постоянных времени расчетной и экспериментальной кривых отклика, а также сокращение расчетного времени переходного процесса по сравнению с фактическим. Из рис. 7.24 видно, что указанные расхождения значительно меньше для кривой 7, полученной с помощью описанного алгоритма расчета динамики процесса абсорбции. Хорошее соответствие экспериментальных и расчетных кривых 1 по всей полосе частот [c.423]

Таким образом, математическая модель процесса абсорбции в насадочной колонне включает в себя уравнения [c.16]

Математические модели процесса абсорбции в насадочных абсорбционных колоннах можно разделить на две группы 1) модели без учета продольного перемешивания 2) модели- с учетом продольного перемешивания. Первая группа моделей (табл. 1П-1) предполагает наличие в колонне режима полного вытеснения по взаимодействующим фазам. . [c.239]

Таким образом, математическое описание насадочной части колонны состоит из системы дифференциальных уравнений (модели идеального вытеснения и диффузионная), определяющей распределение концентраций в потоках пара и жидкости. При этом в рассматриваемых ниже соотношениях принимается, что межфазный перенос определяется эквимолярным массообменном, что приводит постоянству потоков пара и жидкости по высоте колонны [4-6]. [c.202]

Расчеты на основе использования приведенной в главе 4 математической модели показывают, что значение ВЭТТ новой нерегулярной насадки при проведении ректификации в изопентановой колонне составляет 0,42 - 0,45 м, что на 20 % меньше, чем ВЭТТ у насадки из мини колец №2. Следовательно, при одинаковой высоте насадочного слоя новая насадка обеспечит большее число теоретических тарелок. [c.225]

Аммиак извлекается в противоточной насадочной колонне из газообразной смеси, поступающей сверху в колонну и содержащей аммиак, поглощением водой, которая поступает противотоком снизу колонны [54, с. 567]. Абсорбция аммиака водой сопровождается выделением теплоты, которое вызывает повышение температуры жидкости и, следовательно, приводит к изменениям в равновесных соотношениях. Математическая модель состоит из следующих уравнений материального баланса [c.237]

В работе [281] результаты работы [280] использованы для расчета у при построении математической модели процесса десорбции СО2 из водного раствора МЭА в насадочных колоннах. Для колонны диаметром 0,152 м с насадочным слоем высотой 1,64 м получено удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных значений К а, которые при изменении скорости пара и жидкости в 3—4 раза изменяются в интервале 1,7-10 2—18-10 1/с в диапазоне изменения температуры 108—148°С, давления 0,130—0,44 МПа, Во = 0,5—5 кмоль/м и степени карбонизации а = 0,1—0,44 кмоль/кмоль. Показано, что в общем случае надо учитывать диффузионные сопротивления в обеих фазах. [c.217]

Для структур потоков с застойными зонами в насадочных колоннах предлагается следующая методика определения параметров математических моделей [21]. Экспериментальные С-кривые, построенные в координатах 1дС — 0, образуют две ярко выраженные прямые, первая из которых характеризует вымывание трассера из основного потока, а вторая определяет наличие застойных зон в насадке. По первой кривой предлагается рассчитывать параметр Ре основного потока на основе простой структуры потока, а по второй кривой определять величину застойной зоны в аппарате, используя специальное математическое описание функций распределения с застойными зонами. [c.145]

Рассмотрим теперь некоторые расчетные уравнения для определения параметров математических моделей гидродинамических структур потоков в насадочных колоннах. Отметим, что для двухфазных газожидкостных течений в слое насадки с увеличением скорости газа коэффициент продольного перемешивания жидкости сначала увеличивается, а затем при резком возрастании газосодержания в слое уменьшается [23, 48]. [c.154]

При помощи описанной методики в работе [16] были рассчитаны параметры математической модели массопередачи для случая десорбции СОг из воды воздухом в насадочной колонне диаметром 920 мм, высотой 855 мм с кольцами Рашига, проведенные расчеты показали, что значения Ре, определенные из экспериментальных данных о фактическом процессе массопередачи, в несколько раз отличаются от тех значений, которые получаются при расчете их по уравнениям, обобщающим экспериментальные данные по гидродинамической структуре потока на холодных моделях. Полученные выводы согласуются также с аналогичным сравнением параметров математических моделей массопередачи в перекрестном токе и свидетельствуют о том, что используемые в настоящее время расчетные зависимости для коэффициентов турбулентной диффузии [c.211]

Данная математическая модель, запрограммированная для мащины Урал-1 , соответствует основным представлениям о физической картине процесса многокомпонентной ректификации в насадочной колонне в общем случае, когда сопротивление массопереносу существенно в обеих фазах. [c.120]

При выполнении таких расчетов обычно следует принимать во внимание одновременный перенос тепла и массы путем вынужденной конвекции под влиянием химической реакции как в газовой, так и в жидкой фазе. Решение такой задачи, безусловно, связано с большими трудностями, особенно из-за очень сложной геометрии поверхности раздела газ — жидкость. Эта геометрия зависит от формы элементов насадки, которые с целью повышения скоростей переноса массы и тепла делаются такими, чтобы увеличивалась поверхность раздела и усиливалась турбулизация потока. Поскольку точный математический анализ процесса поглощения газа в насадочной колонне невозможен, необходимо создать модель, которая будет адекватно аппроксимировать перенос тепла и вещества в насадочном газовом абсорбере. [c.231]

Передаточные функции математической модели насадочной абсорбционной колонны с раснределенными параметрами [c.94]

С использованием математической модели работы колонны К-2 нами выполнено также расчетное исследование по оптимизации технологического режима перегонки отбензиненной нефти с целью увеличения отбора суммы светлых нефтепродуктов по варианту с более высоким отбором керосиновой фрак-ции при производительности колонны К-2 -110 т/ч. В результате расчетных исследований предложен режим работы перекрестноточной насадочной колонны К-2, позволяющий увеличить отбор керосиновой фракции в два раза, а отбор еуммы светлых нефтепродуктов в целом - на 6,3% масс, на отбензиненную нефть по сравнению с фактической работой колонны К-2 во время обследова-" ния. Аналогичные результаты по выработке светльи нефтепродуктов при работе колонны К-2 без изменения технологического режима фракадонирования [c.55]

Математическое бписание насадочной колонны состоит из системы уравнений, определяющей распределение концентраций в потоках пара и жидкости по высоте колонны. В зависимости от типа используемых уравнений это может быть либо система конечных уравнений (ячеечная модель), либо система дифференциальных уравнений (модели идеального вытеснения и диффузионная). Поскольку для ячеечной модели получаемые соотношения аналогичны ранее рассмотренным для тарельчатой колонны с ячеечной структурой потока жидкости на тарелке, ниже приводится лишь математическое описание для моделей идеального вытеснения и диффузионной. [c.265]

Ячеечная модель с обратными потоками нашла широкое распространение при математическом описании секционированных экстракторов [34]. Оправдано ее применение также и для математического описания насадочных колонн, так как данная модель соответствует конечно-разностной форме представления дифференциального уравнения в частных производных для объектов с распределенными параметрами. По мнению В. Л. Пебалка и др. [35], сравнительный анализ рециркуляционной и диффузионной моделей показал, что для несекционированных аппаратов предпочтительнее использовать диффузионную модель. Однако ячеечная модель с обратными потоками лучше, чем диффузионная, поддается алгоритмизации расчетов на ЭВМ. Особенно велика роль этого фактора при нелинейной равновесной зависимости. В принципе степень различия характеристик диффузионной и рециркуляционной моделей обусловлена величиной шага квантования для участков идеального смешения. При малом шаге квантования характеристики обеих моделей нивелируются, что создает предпосылки для использования рециркуляционной модели при описании насадочных аппаратов. [c.376]

Как правило, один элемент ХТС может быть описан совокупно стью ескольких модулей. Например, насадочная колонна, в которой протекает неизотермический процесс хемосорбции, представляется математической моделью в виде совокупности нескольких модулей межфаЗ(Ного массообмена, химического превращения, нагрева и смешения— разделения. Некоторые элементы ХТС могут [c.55]

Математическую модель нестационарного процесса абсорбции в насадочном аппарате построим так, чтобы она отражала три основных фактора, наиболее важных в общем динавлическом поведении процесса 1) неравномерность распределения по времени пребывания элементное потока в аппарате, 2) распределенность в пространстве и времени основных гидродинамических параметров процесса удерживающей способности, расхода жидкости в колонне, перепада давления, 3) наличие полной замкнутой цепи обменных процессов в насадочном аппарате газовая фаза—проточная зона потока жидкости—застойная зона потока жидкости—газовая фаза с количественным выражением интенсивности обменных процессов всех звеньев замкнутой цепи. [c.415]

С целью получения и обобщения этих характеристик представляет интерес обследование промьшшенных атмосферных и вакуумных перекрестноточных насадочных ректификационных колонн для разделения нефти и продуктов нефтепереработки и нефтехимии с последующим получением адекватной математической модели работы этих аппаратов. [c.55]

В работах [2,3] рассмотрены динамические характеристики тарельчатых и насадочных ректификационных колонн на примере отбензиниваюшей колонны К-1 установки ЭЛОУ-АВТ ОАО Орскнефтеоргсинтез и колонны концентрирования фенола без учёта управляющих воздействий. Однако автоматическое регулирование тех или иных технологических параметров является неотъемлемой частью большинства процессов ректификации. Без учёта управляющих воздействий динамическую модель нельзя считать полной. Исходя из этого и с учётом последующего изучения различных закономерностей по влиянию работы отбензинивающих колонн К-1 на работу основных атмосферных колонн К-2, нами была разработана математическая модель для изучения динамики работы атмосферных блоков установок АТ и АВТ [c.44]

Рассмотрены задачи расчета и модернизации промышленных установок разделения и переработки углеводородного сырья. Представлены математические модели для определения эффективности разделения смесей в тарельчатых и насадочных колоннах. Особое внимание сосредоточено на проблемах энергосбережения и повышения эффективности процесса ре1сгификации. Дан обзор конструкций современных насадок и тарелок. Приведены результаты экспериментальных исследований новых насадок. Расс5(10трены конкретные примеры модернизации технологических установок на Сургутском ЗСК и разработки мини - ТЭЦ. [c.2]

Эффективность работы насадочных колонн существенно зависит от гидродинамических условий движения газа (пара) и жидкости. Гшфодинамика потоков определяется сложной геометрией каналов, формируемых размещением и размером насадки в слое и материалом насадочных элементов. Важными факторами также являются скорости потоков и физико - химические свойства фаз. Сложные зависимости отмеченных факторов и их взаимное влияние значительно затрудняют получить строгое математическое описание массопереноса и выполнить расчет эффективности разделения. Поэтому, обычно при составлении математических моделей принимают различные допущения. Приемлемость допущений корректируют и проверяют экспериментально. [c.139]

Задачей моделирования является определение высоты насадки. Для этого разработана математическая модель многокомпонентной ректификации, основанная на фундаментальных уравнениях многокомпонентного массопереноса и дифференциальных уравнениях описывающих движение фаз в колонне. Равновесные данные и матрица коэффициентов многокомпонентной диффузии определялись по разработанным методам молекулярностатистической теории на основе потенциалов межмолекулярного взаимодействия и частичных функций распределения. Расчет процесса ректификации смеси состоящей из нескольких десятков компонентов по такой модели является трудоемким, поэтому рассматривалась только насадочная часть колонны К - 701. Входные концентрации и расходы в насадочную часть были взяты из тарелочного расчета колонны К - 701, который проводился традиционным методом теоретических тарелок и проверялся по промышленному эксперименту (глава 4). [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология