Объемный коэффициент массопередачи

Пример 14. Найти объемный коэффициент массопередачи для процесса очистки водорода от примеси метана адсорбцией активированным углем при давлении 1 МПа и температуре 25 °С. Сорбент характеризуется следующими свойствами раз- [c.66]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОГО КОЭФФИЦИЕНТА МАССОПЕРЕДАЧИ [c.150]

Наиболее полные экспериментальные исследования процесса массообмена в полых распылительных скрубберах было проведено Фиалковым с соавторами [363, 367-371]. Целью исследований был подбор типа форсунок и их расположение в колонне, величина плотности орошения и скорости воздуха при условии ограниченного гидравлического сопротивления аппарата, а также получение эмпирической формулы для расчета скруббера. Проводилась очистка воздуха от HF, СЬ, SOj водой, содовым и щелочными растворами и растворами кислот. При обработке экспериментальных данных определялся объемный коэффициент массопередачи -К а эквивалентного колонного аппарата, работающего в режиме идеального вытеснения при постоянстве по высоте колонны. При этом предполагалось, что равновесная концентрация с на границе раздела газ—жидкость равна нулю. Это допущение применимо лишь для очень хорошо растворимых газов. В соответствии с уравнением (5.4) экспериментальное значение объемного коэффициента массопередачи рассчитьшалось по формуле [c.250]

Объемный коэффициент массопередачи К а — 0,309-1200 X X 10- = 3,71 (гК [c.66]

В то же время понятие объемного коэффициента массопередачи (дифференциальная характеристика) сохраняет смысл во всех случаях, [c.219]

Понятие ВЕП было введено в свое время в связи с тем, что величина ВВП, в отличие от объемного коэффициента массопередачи, мало зависит от объемных расходов фаз. Это дает возможность сравнивать эффективность различных колонн и различных процессов по абсолютной величине ВЕП, например в метрах, вне зависимости от режимных параметров. [c.220]

Рис. 5.8. Зависимость объемного коэффициента массопередачи от скорости газа в колонне 1

Если целевым назначением аппарата является извлечение или насыщение по сплошной фазе, то высота колонны, необходимая для достижения заданной степени насыщения, уменьшается с уменьшением С. В отличие от извлечения из дисперсной фазы, в данном случае 2 0 при С— О, что формально следует из формулы (5.37). Физически это связано с тем, что при заданном расходе сплошной фазы уменьшению С соответствует увеличение Кд при этом возрастает не только средняя движущая сила процесса, но и поверхность контакта фаз и, следовательно, объемный коэффициент массопередачи. [c.224]

Однако дифференциальные уравнения (5.19) и (5.20) применимы для обшего случая переменных коэффициентов распределения и объемного коэффициента массопередачи. Для каждого конкретного случая необходимо определить зависимость ф к от концентрации. [c.227]

В работах [363, 367-371] в результате обобщения экспериментальных данньк получено эмпирическое уравнение для расчета объемного коэффициента массопередачи [c.250]

Рис. 4-3. Влияние скорости диспергированной фазы на объемный коэффициент массопередачи /СдА и удерживающую способность диспергированной фазы УС

Злая входные и выходные концентрации обеих фаз, число ячеек полного перемешивания и значение Р, можно по формуле ( 1.95) или ( 1.96) оценить интенсивность массообмена в аппарате. Располагая значением объемного коэффициента массопередачи, можно рассчитать высоту аппарата, необходимую для достижения заданной степени разделения при известной интенсивности продольного перемешивания [c.222]

Сначала рассмотрим более общий случай исключения влияния межфазного массопереноса. Характер температурной зависимости (энергия активации) не может служить в жидкофазных реакциях надежным критерием оценки по ряду причин. Вследствие возможного клеточного диффузионно-контролируемого механизма или ионного характера реакции истинная энергия активации реакции может быть малой. Далее, как указывалось в предыдущем разделе, наблюдаемая температурная зависимость может быть следствием изменения коэффициентов распределения реагентов между фазами. Вблизи критической области такое влияние может быть особенно сильным и сказывается такнлб на соотношении объемов фаз. Наконец, в жидкостях, в отличие от газов, сам коэффициент диффузии зависит от температуры экспоненциально, причем эффективная энергия активации диффузии в вязких жидкостях составляет заметную величину. Поэтому обычно о переходе в кинетическую область судят ио прекращению зависимости скорости реакции от интенсивности перемешивания или барботажа. Здесь, однако, есть опасность, что при больших скоростях перемешивания может наступить автомодельная область, а ири очень интенсивном барботаже измениться гидродинамический режим. В результате объемный коэффициент массопередачи может стать инвариантным к эффекту перемешивания и ввести, таким образом, в заблуждение исследователя. В трехфазных каталитических реакторах этот прием более надежен ири условии неизменности соотношения фаз в потоке. [c.74]

X — отношение константы скорости реакции и объемного коэффициента массопередачи [c.7]

Здесь С ф — концентрация вещества в плотной фазе Сг. п — концентрация вещества в газовом пузыре и р — объемный коэффициент массопередачи между фазами — коэффициент массопередачи к поверхности катализатора а и Сн — соответственно полная и внешняя удельная поверхность твердых частиц, отнесенная к единице объема всего слоя р — скорость образования данного вещества, отнесенная к единице поверхности катализатора С ат — двухмерная концентрация вещества на катализаторе кат — коэффициент перемешивания твердых частиц. [c.312]

I — высота реактора S — площадь поперечного сечения реактора к о — объемный коэффициент массопередачи кр — константа скорости реакции е — объемная доля дисперсной фазы яр — коэффициент распределения. [c.13]

Эти формулы показывают влияние скорости фаз на объемные коэффициенты массопередачи, отнесенные к сплошной или к диспергированной фазе. [c.309]

Объемные коэффициенты массопередачи Ка и значения высоты единицы переноса Лд в колоннах этого типа обобщены для некоторых систем по упрощенным уравнениям (4-25), (4-26), (4-29) и (4-30). Характер этих зависимостей подобен для всех скоррелированных систем, поэтому ограничимся рассмотрением диаграмм на рис. 4-3 и 4-4, на которых показана зависимость объемных коэффициентов [c.312]

Диаметр выходных отверстий в распылителе, от которого зависит величина капель, находится в пределах 1,7—10,1 мм. Для малых капель объемные коэффициенты выше, так как больше поверхность контакта. Из хода кривых видно также, что с увеличением количества диспергированной и сплошной фаз (до известного предела) объемные коэффициенты массопередачи тоже увеличиваются. Для малых отверстий (1,7—2,9 мм) на рис. 4-4 виден максимум. Рост коэффициентов вместе с увеличением скорости фаз объясняется изменениями поверхности контакта. [c.313]

Рис. 4-4. Влияние скорости сплошной фазы на объемный коэффициент массопередачи К а и удерживающую способность УС

Влияние скоростей движения фаз на проявляется сравнительно отчетливо, тогда как их влияние на объемный коэффициент массопередачи (как следует из диаграммы) требует дополнительных пояснений. При этом воспользуемся также уравнениями (4-31) п (4-32). [c.318]

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]

Рис. 4-13. Влияние скорости сплошной фазы на объемный коэффициент массопередачи при экстракции уксусной кислоты из воды бензолом (колонна диаметром 90 мм с насадкой)

Однако в отличие от однофазных потоков значительное превышение объемного коэффициента массопередачи (Ро) над константой скорости реакции является только необходимым, но не достаточным условием протекания процесса в кинетической области. Действительно для предельного случая /с О, соответствующего абсорберу, из уравнения материального баланса следует, что в кинетической области, т. е. при Сдж = Сд. равн будет иметь место следующее равенство [c.308]

Основным уравнением массопередачи является уравнение (III, 19). Поскольку при наличии двухфазного потока поверхность фазового контакта не может быть определена непосредственно, кинетика процесса выражается через объемный коэффициент массопередачи Ка, т. е. относится к поверхности контакта а, заключенной в единице объема газа и контактирующей жидкости. В этом случае уравнения массопередачи принимают вид [c.218]

Коэффициент использования колонны с затопленной насадкой (отношение объемного коэффициента массопередачи с учетом продольного перемешивания к объемному коэффициенту массопередачи для модели идеального вытеснения) достигает при абсорбции порядка 75%. Однако при скоростях, близких к инверсии, вследствие уменьшения продольного перемешивания коэффициент использования достигает 100%. [c.441]

Объемный коэффициент массопередачи Коу по средней скорости и составу пара на входе и выходе из аппарата рассчитывается по уравнению [c.477]

Характер движения жидкости на тарелке оказывает существенное влияние на условия массообмена, поэтому при оценке разделительной способности обычно учитывают гидродинамическую структуру потоков. При этом исходят из понятия локальных характеристик явления массообмена в элементарном объеме с однородной гидродинамической структурой, распространяя последние на все массообменное пространство. Выражения (2-61) и (2-62) как раз и используются для локальной скорости массопередачи. Следует заметить, что в этих выражениях скорость массопередачи отнесена к единице поверхности раздела фаз. Однако практическое определение последней сопряжено со значительными трудностями, и поэтому в большинстве случаев используется понятие объемного коэффициента массопередачи, т. е. произведение коэффициента массопередачи на величину поверхности межфазного контакта, приходящуюся на единицу объема массообменного пространства. [c.127]

Из многочисленных экспериментальных данных известно, что в распылительных, насадочных и тарельчатых колоннах объемный коэффициент массопередачи линейно возрастает с увеличением скорости подачи дисперсной фазы Кд в широком диапазоне изменения последней. Линейная зависимость лго от Кд может наблюдаться, например, в том сл)Д1ае, когда размеры капель и скорость их подъема не зависят от Кд, что подтверждается при небольших значениях удерживающей способности (УС) прямыми экспериментами по фотографированию капель. В этом случае коэффициент массопередачи к не зависит от Кд, а величина удельной межфазной поверхности раздела а, пропорциональная числу капель в единице объема, линейно возрастает с увеличением Гд. Однако линейная зависимость ко от Гд может иметь место не только в этом частном случае, но и тогда, когда возрастание а компенсируется уменьшением к. В связи с этим в работах [349-351 ] нами было предложено использовать для расчета скорости массопередачи и высоты колонны приведенные коэффициенты массопередачи [c.220]

Диаметр колонны оказывает влияние на массообмен (объемный коэффициент массопередачи), главным образом, в связи с влиянием стенки и каналообразованием, вызванным неравномерностью расположения элементов насадки. При увеличении диаметра колонны влияние стенки исчезает и элементы насадки располагаюгся более равномерно. Поэтому результаты работы больших колонн в некоторых случаях могут быть лучше, чем малых, а в некоторых—хуже. Результаты исследований, впрочем немногочисленных, подтверждают эти выводы. При экстракции пищевых жиров фурфуролом в колоннах диаметром 50, 560 и 1600 мм [59] на двух болььчих колоннах был получен одинаковый к. п. д., в то время как у колонны диаметром 50 мм объемный коэффициент массообмена оказался гораздо хуже. В качестве насадки использовались кольца Рашига одинаковых размеров. Влияние диаметра колонны установлено также для системы вода—диэтиламин—толуол в колоннах диаметром 76, 101 и 152 мм. Результаты этих исследований [81] при насадке из колец Рашига диаметром 12,7 мм и выше приведены на рис. 4-12, где показана зависимость высоты единицы массопереноса для воды (ось ординат) при постоянных размерах насадки от отношения расхода потоков [c.329]

Зависимость массообмена от скорости фаз обнаруживает такой же характер, как в незаполненных колоннах, и кор-релируется также через отношение этих скоростей (табл. 4-2). На рис. 4-13 дана диаграмма зависимости объемных коэффициентов массопередачи Ка. от скорости сплошной фазы для колец Рашига диаметром 12,7 мм. Диаграмма составлена для системы вода—уксусная кислота—бензол [121]. Кривые /, 2, 4 относятся к диспергированному бензолу при разных скоростях и насадках. В этом случае кривые соответствуют зависимости Кц а 1 и и имеют максимум, т. е. их характер такой же, как и части кривых на рис. 4-4 для незаполненных колонн (распылительных). Максимум появляется при значительно меньших скоростях, чём следует из диаграммы 4-5. Крутой наклон кривых говорит о том, что колонны с насадкой очень чувствительны к изменениям скоростей обеих фаз и достаточно даже относительно малых скоростей для суш,ественного увеличения удерживающей способности (ветвь кривой до максимума), а также к слиянию капель (ветвь после максимума). Кривая 3 относится к случаю, в котором диспергированная фаза—вода и Кса=[ и,.). Вода хорошо смачивает керамические кольца и стекает по ним пленкой. Эта система очень малочувствительна к повышению скорости сплошной фазы, так как в этом случае изменение удерживающей способности незначительно. Кроме того, массообмен здесь хуже, так [c.330]

Коэффициент массопередачи Коу выражает скорость массообмена и определяется свойствами разделяемых компонентов и параметрами режима. Объемный коэффициент массопередачи может быть представлен как функция частных коэффициентов мас-соотдачи [c.75]

При записи уравнений математического описания процесса абсорбции использованы следующие условные обозначения информационных переменных а —удельная поверхность насадки — диаметр насадки О —расход газа Л — удерживающая способность насадки Н — высота ячейки полного перемеши-. вания К — общий коэффициент массопередачи Kv — объемный коэффициент массопередачи L — расход жидкости т. — коэффициент фазового равновесия N — общее число ячеек полного перемещивания Шг — скорость газа, рассчитанная на полное сечение колонны а)инв — скорость газа в точке ицверсии х — концентрация компонента в жидкой фазе у — концёнтрация компонента в газовой фазе 2 —общая высота насадочного слоя 2 —текущее значение высоты наса-дочного слоя. Индексы вх — вход вых —выход г —газ ж —жидкость инв — инверсия 1, 2,. .., п — номер ячейки полного перемешивания О — начальное значение р — равновесная величина ст — статическая величина. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология