Массообменные процессы с химической реакцией

Массообмен сопровождается химической реакцией, Для этого процесса выражение скорости включает концентрации веществ А и В. Таким образом, в противоположность процессам чистой абсорбции или экстракции уравнение материального баланса должно отражать соотношение между обоими компонентами в колонне. [c.385]

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]

Рекомендации по применению мешалок в зависимости от исполнения корпуса и назначения аппарата приведены в табл. 29.6. Каждый из процессов, перечисленных в табл. 29.6, может сопровождаться массообменом и химической реакцией. [c.86]

Перемешивание применяется для приготовления эмульсий, суспензий, смесей, гомогенизации растворов, а также интенсификации тепло- и массообменных процессов, химических и биохимических реакций. [c.193]

При X I и X С 1 дифференциальное уравнение, описывающее суммарный процесс глубокой очистки веществ (массообмен ж химическая реакция) в насадочной колонне, имеет вид [c.132]

Пенетрационная теория. Рассмотрим процесс хемосорбции в приближении пенетрационной модели. Массообмен, сопровождаемый необратимой химической реакцией второго порядка, в этом случае описьшается системой уравнений [c.269]

Использование совмещенных процессов, в которых объединены несколько реакционных процессов или реакционные и массообменные процессы. Примером первых являются сложные химические процессы с совмещением экзо- и эндотермических реакций (например, термоокислительный крекинг метана в производстве ацетилена), примером вторых — реакционно-ректи- [c.240]

Системы, которыми мы будем заниматься в этой книге,— химико-технологические процессы. Элементами химико-технологического процесса являются проходящие в нем процессы химические реакции, тепло- и массообмен, движение фаз и другие. Системный подход к химической технологии связан с пониманием того, что анализ этих процессов, производимый порознь, не дает еще возможности судить обо всем процессе в целом. Поэтому при анализе химико-технологического процесса особое внимание следует обращать на взаимодействие составляющих его элементов. [c.26]

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]

При перемешивании суспензий с не слишком крупными частицами твердой фазы интенсивность межфазного теплообмена редко оказывается существенным фактором, поскольку наиболее медленной стадией процесса, как правило, является массообмен или химическая реакция между дисперсной и дисперсионной фазами. [c.126]

Применимость уравнений пограничного слоя. Настоящая глава посвящена влиянию одновременно протекающих процессов массообмена и химических реакций на теплообмен между поверхностью обтекаемого тела и реагирующим газовым потоком. Полученные здесь уравнения могут быть использованы для больщинства газовых смесей, когда числа Рг и Ье отличны от 1 и когда наряду с массообменом происходят химические реакции, включающие горение компонентов, попадающих в газовый поток в результате массообмена, и диссоциацию нагретых компонентов газового потока. Результаты этой главы с добавлением результатов, полученных в п. 4.8, применимы к окрестности критической точки затупленного тела, а результаты п. 5.И с учетом всего, что содержится в гл. 5, применимы к случаю плоской пластины. Достоверность этих результатов, однако, зависит от того, насколько применимы уравнения пограничного слоя к рассматриваемым проблемам. [c.142]

Проанализирована структура основных соотношений, описывающих движение многофазной многокомпонентной сплошной среды, которые могут служить исходным материалом при решении многих задач синтеза функциональных операторов ФХС. В частности, на основе представлений о взаимопроникающих континуумах сформулированы уравнения механики многокомпонентной двухфазной сжимаемой дисперсной смеси, в которой протекают процессы тепло- и массопереноса совместно с химическими реакциями. Проанализированы энергетические переходы при тепло- и массообмене между фазами. Вскрыты особенности механики двухфазных многокомпонентных смесей, связанные с не-идеальностью фаз. Рассмотрены вопросы учета равновесных характеристик и многокомпонентных смесей в уравнениях движения таких сред. [c.77]

Приведенная классификация не исчерпывает всего многообразия возможных совмещенных процессов. Например, возможны процессы, совмещающие химическую реакцию с зонной плавкой, молекулярной дистилляцией и другие. Конкретные примеры даны лишь в форме ссылок на литературу и не претендуют на систематическое изложение более широкий перечень литературы по реакционно-массообменным процессам приведен в работе [1], а по реакционно-ректификационным процессам — в разделе 17.10. [c.187]

Конкретные случаи совмещенных реакционно-массообменных процессов настолько разнообразны, что описание отдельных особенностей процессов заняло бы много места, однако иа основе уже рассмотренных модельных примеров (см. стр. 200) можно показать несколько принципиальных дополнительных возможностей таких процессов по сравнению с раздельно проводимыми химическими реакциями и последующими процессами разделения образующихся смесей, а также показать (правда, почти самоочевидные) общие необходимые условия осуществления совмещения. [c.190]

Естественно, что организовать совмещенный реакционно-массообменный процесс возможно тогда, когда можно найти общие условия (температура Т, давление Р, катализатор и другие) для проведения как химической реакции, так и соответствующего процесса разделения реакционной смеси. [c.190]

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]

Так как профиль концентраций, свойственный большинству разделительных массообменных процессов, характеризуется участками концентрирования, т. е. накопления тех или иных веществ, то это свойство в совмещенных процессах позволяет значительно повысить скорости химических реакций за счет создания для них благоприятных условий (например, размещение твердого катализатора, подвод тепла) в зонах с повышенной концентрацией реагентов. Это же обстоятельство позволяет увеличить селективность реакций за счет создания неблагоприятных условий (отсутствие катализатора, подвод хладагентов и другие) для вторичных и обратных процессов в зонах концентрирования продуктов реакции. [c.190]

Химические и физико-механические процессы во многих случаях сопутствуют один другому. Например, химические реакции сопровождаются тепловыми, гидромеханическими и массообменными процессами. [c.5]

Из уравнения (VI. 171) следует, что влияние продольного перемешивания, как и при массообмене, возрастает с увеличением глубины и скорости протекающего процесса [для массообмена — Г для химических реакций ( >0)— ]. [c.249]

Механизм гетерогенных процессов сложнее гомогенных, так как взаимодействию реагентов, находящихся в разных фазах,, предшествует их доставка к поверхности раздела фаз и массообмен между фазами. Гетерогенный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных физико-химических явлений и химических реакций. Для количественной характеристики сложного технологического процесса в ряде случаев допустимо расчленение era на отдельные стадии и анализ каждой из них. Такой анализ позволяет, например, установить, в какой области— диффузионной или кинетической — идет процесс, и при расчете пренебречь той стадией, которая оказывает малое влияние, если только скорости диффузии и химических реакций не соизмеримы. [c.153]

В производстве катализаторов процесс измельчения включен во многие технологические схемы, так как от величины поверхности твердых материалов зависит скорость гетерогенных химических реакций и интенсивность проведения многих операций, сопровождаемых массообменом (например, растворение, выщелачивание, спекание и др.). Действительно, скорость любого массообменного процесса описывают уравнением [c.256]

При тепло-массообменных процессах между технологическим газом и водой могут протекать химические реакции. Продукты таких реакций могут быть опасными для последующих технологических процессов. Поэтому следует тщательно изучать условия протекания таких реакций в аппаратах смешения и предусматривать соответствующие меры защиты [13]. [c.107]

Массообмен не сопровождается химической реакцией. Для того чтобы рассчитать высоту колонны, во всех случаях необходимо совместно проанализировать выражение, описывающее скорость процесса, и уравнение его материального баланса. Первое из указанных выражений представляет собой функцию концентраций реагентов, второе — связывает между собой концентрации компонентов в колонне в целом. [c.384]

Такой характер распределения температуры и концентрации обусловлен аналогией или, как принято говорить, подобием процессов диффузии и теплопроводности. Несмотря на интенсивный тепло- и массообмен в пламени, реакция протекает как бы в адиабатических условиях. Диффузионный перенос недостающего компонента смеси из данного слоя как раз компенсируется соответствующим переносом тепла. Сумма тепловой и химической энергии в каждом слое фронта пламени постоянна, если молекулярные веса компонентов значительно не отличаются друг от друга, т. е. практически [c.20]

Первая стадия процесса (конверсия аммиака) одинакова как для получения разбавленной, так и для получения концентрированной кислоты, вторая стадия (переработка нитрозных газов) отличается рядом особенностей. Решающее значение при выборе параметров той или иной технологической схемы имеет выбор оптимального давления на каждой из стадий процесса. В производстве азотной кислоты повышение давления существенно интенсифицирует химические реакции на всех стадиях процесса, способствует эффективности теплообмена, позволяет использовать более совершенные массообменные устройства, уменьшает размеры аппаратуры и коммуникаций и, в конечном итоге, позволяет снизить капитальные расходы. [c.213]

Массообменный режим, характерный для печей-теплогенераторов, обеспечивается внесением реагента в зону технологического процесса, следствием чего является протекание в этой зоне химических реакций с соответствующим тепловым эффектом. [c.40]

В химическом производстве вещества перерабатываются с целью изменения физического состояния, содержания энергии и состава. Превращение одних веществ в другие происходит в реакторах. На степень превращения влияют многочисленные факторы кинетика реакции, гидродинамическая обстановка, тепло-массообмен и т.д. Подавляющее большинство процессов химической технологии (механические, тепло-массообменные) протекают на физическом уровне, т.е. не связаны непосредственно с химическими превращениями веществ, да и элементарные акты химических реакций также имеют физическую природу [1]. [c.5]

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]

Аппараты с вихревым слоем для жидкофазных процессов. Особенно широкое распространение вихревые электромагнитные аппараты получили для обработки жидкофазных систем, суспензий, эмульсий, растворов и вязких систем. В аппаратах с вихревым слоем процессы мeшивaни ., измельчения, синтеза, массообменные и химические реакции значительно интенсифицируются. Время пребывания жидких систем в аппарате непрерывного действия составляет несколько секунд, при этом обеспечивается необходимое качество получаемого продукта [c.2]

Понятие медленной и мгновенной реакции в известной мере условны и характеризуют в данном случае скорость изменения концентрации в результате химического превращения по сравнению со скоростью изменения ко1щен трацни за счет фазового массообменного процесса. [c.192]

Принципиальная технологическая схема процессов химической абсорбции не отличается от обычной схемы абсорбционного процесса. Однар(0 в конкретных условиях в зависимости от количества кислых газов в очищаемом газе, наличия примесей, при особых требованиях к степени очистки, к качеству кислого газа, и других факторов технологические схемы могут сун ест-венно отличаться. Так, например, при использовании аминных процессов при очистке газов газоконденсатных месторождений под высоким давлением и с высокой концентрацией кислых компонентов широко используется схема с разветвленными потоками абсорбента (рис. 53), позволяющая сократить капитальные вложения и в некоторой степени эксплуатационные затраты. Высокая концентрация кислых комионентов требует больших объемов циркуляции поглотительного раствора. Это не только вызывает рост энергетических затрат на перекачку и регенерацию абсорбента, но и требует больших объемов массообменных аппаратов, т. е. увеличения капитальнрлх вложений. Вместе с тем из практики известно, что в силу высоких скоростей реакций аминов с кислыми газами основная очистка газа происходит на первых по ходу очищаемого газа пяти—десяти реальных таре, 1-ках абсорбера на последующих тарелках идет тонкая доочистка. Этот факт послужил основанием для подачи основного количества грубо регенерированного абсорбента в середину абсорбера, а в верхнюю часть абсорбера — меньшей части глубоко-регенерированного абсорбента. Это позволило использовать абсорбер переменного сечения (нижняя часть большего диаметра, верхняя — меньшего), что снизило металлозатраты, а также сократить затраты энергии за счет глубокой регенерации только части абсорбента. [c.171]

В настоящей главе рассматриваются закономерности массообменных процессов, осложненных химическими реакциями первого и второго порядка, протекающими в объеме сплошной или дисперсной фазы. Основные результаты получены на базе решения уравнений, описьтаю-щих процесс хемосорбции при конвективном массообмене в области малых и средних значений критерия Ке. Проводится анализ процесса как для конечных значений константы скорости реакции, так и в случае быстропротекающих реакций. Приведены расчетные формулы, таблицы и графики для определения степени извлечения и фактора, характеризующего ускоряющее действие химической реакции на процесс массообмена. Эти данные используются в гл. 7 и 8 для расчета колонных аппаратов. [c.259]

Результаты погранслойных и численных решений. Рассмотрим процесс хемосорбции при наличии конвекции в объеме сплошной фазы. В этом случае уравнения переноса имеют вид (6.42). Исследуем массообмен, сопровождаемый необратимой химической реакцией первого или второго порядка. [c.271]

Рис. 6.8 дает представление о влиянии параметров Ре и m на величину А. Значение т характеризует величину емкости хемосорбента, рост которой, как известно, приводит к более интенсивному массообмену. Сплошные кривые для А соотвегствуют расчетам при Ре = 40, а штриховые — при Ре - . Кривые 1, 2 тл 4 построены при / j и = 1 и т = 5 3 и 1, соответственно, и могут быть приближенно описаны аналитической формулой (6.97). Значение А о определяется в данном случае по кртвой б, рассчитанной для Кг = 0. Кривая 3 соответствует режиму быстропротекающей реакции при т=п = 1 и (3 = 0,0005 и также может быть рассчитана с помощью формулы (6.97). Для нее значение Л о определяется по кривой 5. Введя отношение величин Ао для кривых 3 и 4, определенных по формуле (6.97), заметим, что оно равно отношению величин Aq для кривых 5 и б. Этот факт указьшает на то, что в данном случае гидродинамика не влияет на химическую реакцию и роль критерия Пекле в процессе хемосорбции та же, что и при чистой диффузии. [c.280]

Если определяющими процесс условиями являются теплопередача или диффузионный массообмен, требуется рассмотрение динамического подобия, так как коэ( )фициенты обоих процессов зависят от числа Рейнольдса. Изучение одного только химического подобия будет достаточным, если скорость процесса определяется скоростью химической реакции. В таком случае достаточно равенство критерия Дамкелера гЫСи. В этом комплексе выражение Ыи—время пребывания смеси в зоне реакции. Таким образом, химическое подобие достигается при условии, что скорость реакции, время пребывания и начальные концентрации одинаковы в модели и в прототипе. Используя закон действия масс для реакции л-го порядка [c.347]

В твердой фазе проводят тепловые процессы (например, охлаждение и нагрев сыпучих и пастообразных материалов), сушку и сублимацию, в которых теплообмен сочетается с массопереда-чей, а также обжиг, хлорирование и другие процессы, в которых наряду с химическими реакциями имеет место тепло- и массообмен. Особое положение занимают измельчение, смешение и диспергирование твердых и пастообразных материалов, в результате которых иногда существенно меняются свойства веществ. [c.168]

Технологическая (или рабочая) машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в соответствии с заданной программой. В ходе техно-логиче кого 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 процесс обычно носит сложный характер на предмет труда помимо M xaim ческого воздействия может накладываться какой-либо (или совокупность) типовой процесс химической технологии — химическое превращение, межфазный массообмен, нагрев, изменение агрегапного (фазового) состояния вещества и др. Например, в аммо-низаторах-грануляторах происходит не только процесс гранулирования окатыванием, т. 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 химическом производстве вещества перерабатываются с целью изменения состояния, содержания энергии и состава. Превращение одни с химических веществ в другие происходит в реакторах. На степень превращения влияют многочисленные факторы кинетика реакции, гидродинамическая обстановка, тепло-массообмен и др. Подавляющее большинство процессов химической лехнологии (меха- [c.17]

По своей природе радиационно-химические процессы могут быть как гомогенными, так и гетерогенными. Для проведения гетерогенных прог ссов необходимо обеспечить эффективный контакт фаз, например Щ1спергированием одного реагента в другом. Таким образом, гетерогенные радиационно-химические процессы представляют собой массообменные процессы, осложненные химической реакцией, т.е. это хемосорбционные процессы, протекающие под воздействием ионизирующих излучений. На практике в различной степени встречаются все виды фазовых контактов газ-жидкость (51%), газ-твердое тело (38%), жидкость-твердое тело (8%) жидкость-жидкость (3%) [34]. [c.191]

Рассмотренные выше процессы (испарение пробы, атомизация вещества, массообмен, диффузия) влияют на интенсивность спект ральной линии. Помимо того, оказываются важными процессы ионизации, возбуждения, реабсорбции, а также разнообразные химические реакции в плазме дуги. На рис. 3.9 предетавлена схема основных процессов в источнике света, определяющих интенсивность регистрируемой спектральной линии. [c.41]