Профили концентраций в колоннах

Методы, основанные на геометрическом подобии нестационарных профилей концентраций по высоте колонны. [c.84]

Существующие теория и методы расчета процессов тепло- и массообмена в колонных аппаратах базируются, как известно, на схеме идеального противотока. Степень отклонения реального профиля концентраций от гипотетического может быть весьма существенной и зависит от ряда факторов, к числу которых отно- сятся конструктивные особенности аппарата, физико-химические свойства взаимодействующих потоков, их рабочие скорости и др. Таким образом, метод масштабирования колонных аппаратов является заведомо некорректным, если при его использовании не учитывается явление продольного перемешивания. [c.9]

Как видно из рис. 1П-6, результаты опытов ближе всего соответствуют профилю концентраций по комбинированной модели. Это показывает, что при отсутствии внутри секций режима полного перемешивания комбинированная модель лучше других описывает механизм продольного перемешивания в секционированных колоннах и точнее отражает физическую картину вызванной им осевой дисперсии вещества. [c.46]

Таким образом, для расчета профиля концентраций в массообменной колонне, где хотя бы для одной из фаз Ре или Рв , 16 20, можно использовать сравнительно простые уравнения (VI.108) —(VI.109) при Реу>Ре и (VI. 18) —(VI. 19) при [c.229]

Расчет концентрационного профиля в массообменной колонне необходим для следующих целей а) для проверки экспериментальных (или теоретических) значений параметров продольного перемешивания (Ре и Ре ) и массопередачи Т или коэффициента массопередачи) путем сопоставления расчетного профиля с опытным б) для одновременного определения по экспериментальным профилям концентраций параметров продольного перемешивания и массопередачи [233—235] в) для определения точки (сечения) ввода в колонну дополнительного потока одной из фаз с концентрацией, отличающейся от исходной. [c.230]

Предложен [234] численно-графический метод решения уравнений (VI.18) и (VI.55). При этом концентрация в фазе х во входном сечении колонны [х1 или Хо) задается и корректируется в ходе расчета. Профиль концентраций и расчетное значение степени извлечения в значительной степени зависят от принятого значения х (л о), что является серьезным недостатком этого метода. [c.235]

Профиль концентраций и высоту колонны можно рассчитать также аналитически методом от ступени к ступени. Из материального баланса для 1-й ступени (ячейки) можно, располагая аналитической или графической связью равновесных концентраций л Р = ф(г/), найти [c.235]

Рис. 6.16. Профиль концентрации в мембранной колонне разделения исходно смеси СО2—СН4 [50,7% (об.) СО2, 40,3% (об.) СН4]

Аналитическое решение системы уравнений (11, 62) при граничных условиях (11,63) и линейной равновесной зависимости Ур = тх дает следующие выражения для расчета профилей концентраций газа и жидкости по высоте колонны [c.88]

Профиль концентраций по высоте промышленной или лабораторной колонны [39]. [c.119]

Уравнения (7.37) — (7.44) составляют исходную систему нелинейных разностных уравнений первого порядка. Эта система содержит 2т + 1 неизвестных. Количество кубового продукта и дистиллята определяется исходя из заданных условий разделения и уравнений полного и покомпонентного баланса (для i = 1) колонны при заданном начальном профиле концентраций по высоте колонны. Подстановкой выражений (7.43) в уравнения (7.37)— (7.44) исходную систему уравнений можно сократить до m -j- 1 порядка с т + 1 неизвестными (х , i= 1, 2,. . ., m, Z). Очевидно для решения этой системы уравнений необходимо иметь т + 1 граничное условие. Такими граничными условиями являются уравнения (7.33)—(7.36). [c.278]

Изменение начальных и граничных условий позволяет использовать метод квазилинеаризации для решения различных расчетных задач. Например, определение профилей концентраций и величины орошения, вычисление составов и потоков в простых и сложных колоннах, расчет колонн со стриппингами и комплексов колонн и т. д. При этом основная сложность заключается в соответствующем согласовании числа уравнений и числа неизвестных, т. е. в обеспечении замкнутости системы. Как правило, скорость сходимости в зависимости. от постановки задачи меняется несущественно. [c.330]

Рассчитываются параметры режима работы колонны (орошение, потоки пара и жидкости) и задается начальный профиль концентраций по высоте. [c.338]

Задаются начальные профили потока пара, рассчитываемого по общему материальному балансу и концентрации компонентов в жидкой фазе по высоте колонны (в качестве начального профиля концентраций можно использовать состав питания). [c.340]

Пункты 3—6 повторяются при вновь вычисленных профилях концентрации и потоков до тех пор, пока не будет выполнено условие окончания расчетов (равенство суммы концентраций единице или температур на двух последующих итерациях по всей колонне с заданной точностью). Если условие выполняется, то после расчета потока жидкости расчет заканчивается. [c.340]

Путем решения системы уравнений (7.288) вычисляется профиль концентраций компонентов по высоте колонны. Пункты 2—3 повторяются для всех компонентов исходной смеси. [c.368]

Рис. 7.22. Профиль концентраций СОз в меж-капиллярном пространстве мембранной колонны при разделении смеси СОа—N2 (линия— расчет точки — эксперимент)

Комбинированная модель. Определение профиля концентраций индикатора на ситчатой и колпачковых тарелках диаметром 700 мм показало, что на тарелке наблюдаются зоны с различной интенсивностью перемешивания [41, 42]. В части ситчатой тарелки, примыкающей к успокоительной зоне у входного порога, газовые факелы отклоняются потоком жидкости в нижней части пенного слоя к середине тарелки, а в верхней части — к приемному порогу. У стенок колонны наблюдается интенсивная циркуляция пены. [c.287]

Уравнения (1-61) — (1-68) составляют исходную систему нелинейных разностных уравнений первого порядка. Эта система содержит 2т 4- 1 неизвестных. Количество кубового продукта и дистиллята определяется исходя из заданных условий разделения и уравнений полного и покомпонентного баланса (для = 1) колонны при заданном начальном профиле концентраций по высоте колонны. Подстановкой выражений (1-67) в уравнения (1-61) — (1-68) ис- [c.62]

Системы вида (6-12) нужно записать по каждому из компонентов исходной смеси, и их решение дает распределение концентраций по высоте колонны для всех компонентов. Для линеаризации системы (6-10), как отмечалось выше, необходимо располагать начальными профилями концентраций с тем, чтобы можно было вычислить заранее коэффициенты системы (6-12) (отношения Уи и)- Используемый алгоритм слабо чувствителен к начальному приближению, поэтому в качестве начального распределения принимаются концентрации, равные 1/А (где к — чиспо компонентов смеси) для всех ступеней колонны. Ввиду произвольности начального профиля концентраций получающиеся составы для каждой ступени после вычислений в сумме не равны единице. Поэтому последние корректируются (с помощью нормирования) и используются в качестве нового приближения для последующих итераций. Нормирование производится по формулам к [c.385]

Пример 3. Для условий задачи, рассмотренной в главе 8 (стр. 200), составить программу расчета профилей концентраций по высоте ректификационной колонны для разделения бинарной смеси. Для обеспечения сходимости решения использовать метод деления отрезка пополам. Результаты расчета напечатать в виде таблицы и вывести в виде графика. [c.460]

Рис. 4.6. Блок-схема алгоритма расчета профиля концентраций в колонне по комбинированной модели структуры потоков пара и жидкости

При заданных начальных значениях параметров внешних потоков рассчитывается исходный профиль концентраций целевого компонента по высоте колонны Хг,о- Для чего используется подпрограмма расчета стационарного режима ректификационной колонны. [c.150]

При стационарном режиме индикатор вводится с постоянной скоростью в колонну и в установившемся режиме определяется профиль концентраций индикатора по длине колонны, начиная от места ввода по течению потока. [c.122]

Пока это не выражается в виде перегиба на профиле концентраций, можно ожидать лишь некоторое снижение движущей, силы по дисперсной фазе внутри колонны. [c.126]

Иг учи и Нагата [77] одни из первых проводили определение профиля концентраций в пульсационных колоннах. Отмечен значительный концевой эффект, который приписан продольному перемешиванию. Коэффициенты продольного перемешивания в сплошной фазе рассчитаны из профиля концентраций в предположении поршневого движения потока дисперсной фазы. [c.141]

Анализ профиля концентраций, ступенчато изменявшегося по высоте колонны, показал, что в различных точках секций концентрация трассера заметно отличается (особенно при малой частоте вибраций). Профиль концентраций, рассчитанный с использованием опытных коэффициентов обратного перемешивания, поиемлемо согласовывался с экспериментальным. [c.178]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Вначале концевые эффекты объясняли интенсивным массооб-меном, вызванным турбулизацией потоков в месте их входа в аппарат. Позднее [206] эти эффекты были объяснены продольным перемешиванием сплошной фазы. Оказалось [204], что экспериментальный профиль концентраций в распылительных колоннах располагается между расчетными профилями концентраций в. режимах идеального перемешивания и идеального вытеснений.. Расчеты показали, что модели идеального перемешивания соответствует наибольший концевой эффект, постепенно убывающий при переходе к поршневому потоку. Таким образом, концевой эффекту входа сплошной фазы в колонну не является следствием большого локального коэффициента массопередачи, а обусловлен конвективными потоками, не учитываемыми моделью идеального вытеснения. В результате из-за снижения движущей силы процесса уменьшается интенсивность межфазного массо- или теплообмена. [c.201]

В секциях колонны достигаются равновесные концентрации фаз (например, три интенсивных ра боч1их режимах секционированных колонных экстра1кторов с мешалками [228]). Очевидно, в данном случае Гя—тогда степень разделения и профиль (концентраций определяются величиной обратных потоков и числом секций аппарата [c.215]

Составим программу расчета профиля концентраций пара и жидкости по высоте тарельчатой колонны бинарной ректификации, если известно (рис. 40) Е — количество питания, моль час, Хр — концентрация легколетучего компонента в питании, моль 1молъ О — количество дистиллата, молъ1час Ь— количество орошения, моль/час] а — коэффициент, относительной летучести Е — эффективность работы тарелки N — число тарелок — тарелка ввода питания. [c.200]

Изменение скорости жидкости на тарелке приводит к изменению собственных функций x (z) краевой задачи (4.35). Поэтому при рассмотрении периодического процесса движения жидкости по тарелкам колонны с периодом Т, когда за время = Т/С (где С - скважность), жидкость движется со скоростью (U1 (максимальное значение), а за время ti = ДС - 1)/С - со скоростью (U2 (минимальное значение) с последующим повторением. При расчете профиля концентрации парожидкосгных [c.224]

Использование в схеме ректификации простых колонн предполагает отбор легкой и тяжелой фракг(ий, соответственно, в верхней и нижней точках колонны. При. этом не производится учет локального профиля концентраций компонентов по высоте колонны. Проведенные расчеты показали, что эффективность ректификации можно повысить за счет применения колонн со стриппинг-секциями. В таких схемах помимо отбора дистиллята и кубового продукта осуществляется отвод промежуточных фракций по высоте колонны. При этом учитывается профиль концетраций, и точка отвода промежуточной фракции выбирается в соответствии с соотношением локальньк концентраций метанола и примесей Сравнение удельных энергозатрат для существующей двухколонной схемы очистки метанола-сырца и предлагаемой схемы, включающей основную ректификационную колонну со стриппинг-секцией, показало, что в случае ректификационной колонны со стриппинг-секцией удельные энергозатраты снижаются на 1 3%. [c.59]

Эффективным путем интенсификации массообменных процессов в колонных биореакторах за счет дополнительной турбулиза-ции среды и выравнивания профиля концентраций по сечению колонны является способ проведения процесса ферментации в присутствии плавающей насадки. Проведены экспериментальные и теоретические исследования работы колонного биореактора с плавающей насадкой, показавшие его высокую эффективность при проведении различных процессов микробиологического синтеза, в том числе при выращивании кормовых дрожжей на гидролизном и углеводородном субстрате, при культивировании мицелиальных культур, получении бактериальной биомассы и др. [c.207]

По способу контакта фаз пром. экстракторы подразделяют на дифференциально-контактные (колонные аппараты), ступенчатые и промежуточные конструкции. Аппараты первой группы отличаются непрерывным контактом фаз и плавным изменением концентрации извлекаемого компонента вдоль длины (высоты) аппарата. При таком профиле концентраций фазы ИИ в одной точке экстрактора не приходят в равновесие. Эти аппараты более компактны и требуют ограниченных производств. площадей, однако в них за счет продольного перемешивания (обусловлено когшжтивными осевыми потоками, застойными зонами, турбулентными пульсациями и т.д.) может значительно уменьшаться средняя движущая сила. [c.419]

Так постепенно за счет противоточного контакта фаз на тарелках (в случае насадочной колонны — на поверхности насадки) снизу вверх нарастают концентрации НКК в паре и жидкости — устанавливается некий профиль концентраций этот эффект и лежит в основе процесса ректификации. Чистота НКК на верху колонны (значит, и на вькоде из нее) определяется в рамках рассматриваемой схемы числом тарелок (или высотой слоя насадки). [c.1012]

Степень продольного перемешивания в экстракторе может быть оценена несколькими способами. Наиболео простой способ состоит в измерении концентрации переносимого вещества по длине колонны в стационарных условиях массопереноса. Продольное перемешивание может быть в таком случае оценено путем сравнения экспериментально найденного профиля концентраций с теоретическим. Последний рассчитан Мияучи с Вермюленом с использованием одномерной модели продольного перемешивания [21 и Прохазкой и Ландау [31 с использованием балансовых соотношений. [c.122]

В 1950 г. Дженкоплис и Хиксон [20], работая с распылительной колонной диаметром 3,7 см, измерили профиль концентраций в обеих фазах, используя систему хлорид железа — изопропиловый эфир — водный раствор соляной кислоты. Неожиданно было обнаружено резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы. Это изменение не зависело от типа распределительного устройства и конструктивного исполнения конца колонны. Казалось, что в месте ввода сплошной фазы существует область повышенной турбулентности из-за коалесценции капель дисперсной фазы и концевой эффект возникает, вероятно, вследствие локального увеличения скорости массопередачи. [c.125]

Позже Дженкоплис, Веллс и Хок [21 ] определили профиль концентраций в распылительной колонне диаметром 9,5 см, используя систему толуол — уксусная кислота — вода и встретились с явлением подобного рода. Было найдено, что концевой эффект не зависит от направления массопереноса. [c.126]

Используя данные по продольному перемешиванию, полученные Мэром и Бэббом [75], а также Беллом [15], Смутом и Бэббом [78, 79], и применив диффузионную модель, удалось описать работу пульсационной колонны. Расчеты проведены на цифровой вычислительной машине. Найдено хорошее соответствие между экспериментальными и рассчитанными профилями концентраций. [c.144]

Коэффициенты дисперсии и за пределами той части колонны, где происходит массопередача, предполагаются равными нулю. Уилбурн [17] показал, что концевые части сильно влияют па профиль концентрации и концентрацию на выходе. Он предложил другие граничные условия, учитывающие неподвижность жидкости в концах аппарата. Необходимо отметить, что физические картины, ведущие к математической формулировке граничных условий, в действительности есть лишь грубые приближения к реальным условиям вследствие сложности гидродинамики в фазах на выходе и входе. Чем выше колонна, тем меньше вносимая ошибка. [c.188]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология