Массообмен при эмульгировании

Исследования показали, что переход от турбулентного режима к режиму эмульгирования (точка инверсии или точка начала эмульгирования) соответствует оптимальным условиям работы колонны и оптимальной скорости пара, при которой на насадке задерживается максимальное количество жидкости, брызг и пены, достигаются интенсивный массообмен и максимальная производительность при минимальной высоте насадки. Насадочную колонну следует рассчитывать, исходя из оптимальной скорости. При превышении оптимальной скорости начинается обращенное движение жидкости снизу вверх, происходит так называемое захлебывание колонны и нарушение режима ее работы. [c.303]

Приведенное описание турбулентности позволяет представить механизм процесса трубной деэмульсации следующим образом. Вводимое в турбулентный поток водонефтяной эмульсии поверхностно-активное вещество (ПАВ) под действием турбулентных пульсаций диспергируется. При этом степень дисперсности определяется уровнем турбулентности. Турбулентная диффузия обеспечивает относительно равномерное распределение образовавшихся глобул ПАВ по объему эмульсии. Благодаря мелкомасштабным пульсациям происходит сближение глобул раствора деэмульгатора с глобулами эмульгированной воды. Происходит их агрегирование и слияние. Поскольку турбулентность потока обеспечивает не только коалесценцию, но и диспергирование, которые протекают одновременно (одни глобулы при соударении сливаются, другие под действием определенных пульсаций дробятся), то в эмульсии протекает интенсивный массообмен дисперсной фазы. В результате чего по истечении определенного времени все глобулы пластовой воды окажутся обработанными деэмульгатором. [c.44]

В основу классификации массообменных аппаратов положен принцип образования межфазной пов-сти 1) аппараты с фиксированной пов-стью фазового контакта к этому типу относятся иасадочные и пленочные аппараты, а также аппараты (для сушки, с псевдоожижением), в к-рых осуществляется взаимод, газа (жидкости) с твердой фазой 2) аппараты с пов-стью контакта, образуемой в процессе движения потоков среди аппаратов этого типа наиб, распространены тарельчатые, для к-рых характерно дискретное взаимод. фаз по высоте аппарата к этому классу следует также отнести иасадочные колонны, работающие в режиме эмульгирования фаз, и аппараты, в к-рых осуществляется М. в системе жидкость-жидкость (экстракция) 3) аппараты с внеш. подводом энергии - аппараты с мешалками (см. Перемешивание), пульсационные аппараты, вибрационные (см. Вибрационная техника), роторные аппараты и др. [c.658]

В геохимической гидродинамике изучается фильтрация в горных породах многокомпонентных флюидов (жидкостей и газов, содержащих ассоциированные с ними взвешенные, эмульгированные и растворенные вещества), сопровождающаяся диффузией этих веществ и массообменом между ними ж горными породами. Эта фильтрация может иметь место в водоносных и нефтегазовых пластах, а также в грунтах зоны аэрации и почвах. В частности в геохимической гидродинамике исследуется фильтрация растворов солей, кислот и щелочей,, суспензий, содержащих взвешенные минеральные и органические частицы, эмульсий (в том числе газо-жидкостных), газов, содержащих твердые частицы (в частности, дым) и капельно-рассеянных жидкостей (аэрозолей). [c.6]

Вместе с тем при фильтрации многокомпонентных флюидов происходит выделение некоторых компонентов пз флюида и поглощение их фильтрующей породой (массообмен I типа) или выделение некоторых составляющих из породы и присоединение их к флюиду (массообмен II типа). Простейшими видами массообмена I типа являются адсорбция из растворов, кристаллизация и выпадение растворенных веществ в осадок, прилипание взвешенных и эмульгированных частиц к поверхности пор и трещин (кольматаж ими породы). Аналогичными видами массообмена II типа являются десорбция веществ из породы, растворение и вымыв их из нее, отрыв частиц от породы и вынос их (суффозия). [c.6]

Будем рассматривать процесс затвердевания как равновесный массообмен, при котором быстро устанавливается постоянное соотношение между содержанием вяжущего вещества в его твердой и жидкой фазах. При нагнетании растворов вблизи инъекционных скважин образуются две зоны 1) отвердения, в которой концентрация раствора (суспензии, эмульсии) постоянна и равна с 2) проникновения растворенных и эмульгированных веществ из скважин. В последней зоне концентрация веществ изменяется от с,, до О, а проницаемость вследствие выпадения вяжущих веществ из раствора меняется от сечения к сечению, но при расчетах ее будем осреднять. [c.202]

Из изложенного следует, что явления, происходящие на св(ь бодной поверхности, принципиально отличаются от явлений, происходящих у твердой границы (стенки), где принимается, что значение скорости жидкости падает до нуля и гаснут турбулентные пульсации. В двухфазных системах развитие вихревого движения приводит к взаимному проникновению вихрей в обе фазы, сопровождающемуся как бы эмульгированием жидкости. В этих условиях двухфазной системе становятся присущи основные особенности свободной турбулентности — отсутствие гашения турбулентных пульсаций, существование нормальных составляющих скорости и концентрации отличных от нуля при массообмене и, наконец, отсутствие заметного влияния молекулярных характеристик. [c.8]

Таким образом, для интенсификации массообменных жидкофазных процессов (к которым можно отнести растворение, экстрагирование и выщелачивание) можно с успехом применять мощный ультразвук. Действие упругих колебаний как ультразвукового, так и звукового диапазонов в жидкой среде позволяет использовать эти колебания для интенсификации самых различных процессов (таких, как диспергирование, эмульгирование и деэмульгирование, образование суспензий, смешение, кристаллизация, полимеризация и деполимеризация, многие химические реакции и т. д.). Наложение звукового поля на процесс растворения различных кристаллических веществ позволяет увеличить скорость растворения в 3—20 раз по сравнению с начальным неинтенсивным растворением в результате естественной конвекции. При экстрагировании ультразвук может интенсифицировать процесс за счет увеличения в акустическом поле проницаемости некоторых пленок растительного или животного происхождения. В этих случаях процесс диффузионного переноса ускорялся примерно в два раза. Наконец, в крупнопористых материалах эффект звукового давления может изменить механизм диффузионного переноса, увеличив общую скорость процесса извлечения за счет интенсификации потоков в порах и капиллярах. [c.173]

Эта скорость рассчитывается для наиболее выгодного режима работы колонны— режима эмульгирования. При режиме эмульгирования движение потоков в колонне приобретает ярко выраженный турбулентный характер и массообмен между фазами возрастает. Эту оптимальную скорость можно найти из уравнения [c.223]

Переход от турбулентного режима к эмульгированию соответствует оптимальным условиям работы колонны, при которых создается максимальная поверхность контакта пара с жидкостью, интенсивный массообмен и максимальная производительность. [c.269]

Анализируя и сопоставляя работу насадочных и ситчатых колонн в режиме развитой свободной турбулентности, Кафаров приходит к весьма важному выводу о глубокой аналогии в работе этих различных по типу аппаратов. Он отмечает также, что в ситчатых колоннах режим эмульгирования наступает при меньших скоростях пара, чем в насадочных. В условиях развитой свободной турбулентности массообмен происходит весьма интенсивно. При этом роль молекулярной диффузии незначительна. Взаимное проникновение газовых и жидкостных вихрей настолько велико, что массообмен достигает максимального значения, не достижимого при всех прочих режимах. При этом роль физико-химических свойств системы не имеет существенного значения. [c.136]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, зависящей от физических свойств фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный, при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жидкостью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между жидкостью и паровым потоком. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром и массообмен между фазами сильно возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь свободный объем ее, не занятый паром, и становится сплошной фазой, а газ—дисперсной фазой, распределенной в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.329]

Принципиальные инженерные решения уже разработаны и могут быть использованы для следующих процессов эмульгирование и смешение, диспергирование, коагуляция аэрозолей, тепло- и массообмен, кристаллизация, растворение, предотвращение кристаллообразования, контроль физико-химических процессов. [c.318]

Большинство химических реакций в промышленности органического синтеза осуществляется в гетерогенной среде. При этом необходимо обеспечить массообмен между фазами в течение всего процесса, что достигается перемешиванием, эмульгированием, созданием развитой поверхности твердых тел, участвующих в реакции, псевдоожижением порошкообразных материалов и диспергированием их для образования аэрозолей, применением специальных насадок, на которых протекают тонкие слои жидкостей с большой поверхностью, и другими способами. [c.121]

Вопрос о смачиваемости насадки и распределении жидкости по насадке полностью снимается, если насадочная колонна работает в точке инверсии и выше ее, т. е. в режиме эмульгирования. В этом случае наблюдается равномерное распределение жидкости по всему сечению колонны и массообмен происходит не на поверхности насадки, а во всем свободном объеме ее. [c.505]

Сжигание с турбулизацией слоя отходов механическими устройствами является более эффективным процессом. Жидкие горючие отходы, подвергающиеся сжиганию в установках надслоевого горения, бывают сильно загрязнены и обводнены. Если эти отходы не перемешивать в процессе работы печи, то горение даже при правильном соотношении воздух-горючее идет неинтенсивно вследствие низкого уровня тепло- и массообменных процессов образуются застойные зоны, где возможно расслаивание эмульгированной воды, а это приводит к ее внезапному вспениванию и погашению пламени. Кроме того, с течением времени на днище печи накапливаются несгоревшие твердые примеси, содержащиеся в отходах, а также кокс и частично оплавляющиеся зольные отходы. [c.65]

Колонный аппарат может работать в трех гидродинамических режимах ламинарном, промежуточном и турбулентном. При малых значениях критерия Рейнольдса преобладает молекулярный массообмен. С увеличением числа Рейнольдса приобретает значение и конвективный массообмен. Развитие турбулентности может привести к разрыву граничной поверхности фаз, если силы поверхностного натяжения не в состоянии этому противодействовать. В результате разрыва поверхности фаз повышается эмульгирование — резко возрастает массопередача и гидродинамическое сопротивление. [c.115]

При этом резко увеличивается тепло- и массообмен. Точки перехода от турбулентного режима к режиму эмульгирования называют точкой инверсии или точкой начала эмульгирования. Эта точка раньше определялась как точка захлебывания , и считали, что после этого происходит выброс газом жидкости из колонны. Однако, как показали более поздние работы, выброса жидкости из колонны после точки инверсии не наблюдается. [c.204]

Вибрационные массообменные аппараты по конструктивному признаку делятся на колонные и емкостные, в которых гидродинамические режимы близки, соответственно, к идеальному вытеснению и идеальному смешению (рис. 7.1, о, б). Поэтому емкостные аппараты перспективны для проведения процессов перемешивания, растворения, эмульгирования, выщелачивания и других, причем емкость сосуда может достигать 50 м , температура рабочей среды — 800 °С, давление — 50 МПа. [c.214]

Процесс, осуществляемый в аппарате (гомогенизация маловязких сред суспендирование, эмульгирование, диспергирование газа в жидкости теплообмен массообмен химическая реакция)-- [c.78]

Так как при этом количество жидкости, находящейся в насадке, во много раз превышает количество жидкости, стекающей в единицу времени, то время контакта фаз также резко возрастает. Вся находящаяся в насадке жидкость пронизывается пузырьками пара и эмульгируется ими, массообмен проходит не на поверхности пленки жидкости, покрывающей насадку, а в зоне свободного объема, заполненного паро-жидкостной эмульсией. Выравнивание концентраций происходит очень быстро. Помимо этого, при увеличении перепада давл1зния возрастает перепад температуры на единицу высоты насадки, улучшая условия тепло-и массообмена.В точке инверсии фаз пар перестает быть сплошной фазой и диспергируется в объеме завихренной жидкости. Режим заполнения насадки паро-жидкостной эмульсией представляет собой режим эмульгирования. [c.409]

Реализуемые в У. а. нелинейные эффекты инициируют и ускоряют окислит.-восстановит., электрохим., цепные, с участием макромолекул и др. р-ции. Акустич. колебания оказывают значит, влияние также на течение мех., гидромех., тепловых и массообменных процессов хим. технологии. При этом воздействие упругих волн м. б. различным стимулирующим, если ультразщтс - движущая сила процесса (напр., диспергирование, коагуляция аэрозолей, очистка твердых пов-стей, распьшивание, эмульгирование) интенсифицирующим, если ультразвук лишь увеличивает скорость процесса (напр., кристаллизация, получение чистых полупроводниковых материалов, перемешивание, растворение, сорбция, сушка, травление, экстракция, электрохим. осаждение металлов) оптимизирующим, если ультразвук только упорядочивает течение процесса (напр., фанулирование, центрифугирование). Кроме того, У. а. применяют также для дегазации (напр., р-ров смол, расплавов стекла), металлизации и пайки материалов, сварки металлов и полимеров, размерной мех. обработки хрупких и твердых материалов и т. д. [c.35]

В.П. Захаров, К С. Минскер, Ал.Ал. Берлин Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия Институт химической физики РАН, г. Москва, Россия Характер протекания быстрых процессов (быстрые химические реакции, смешение жидких потоков, эмульгирование, экстракция и т.д.) во многом определяется диффузионю.ши затруднениями, связанными с использованием высоковязких сред, наличием поверхности раздела фаз, а при протекании быстрых химических реакций - значительной величиной константы скорости реакции. Практически единственным способом оптимизации качества полз чаемых продзпсгов, а также управления протеканием быстрых процессов является интенсификация турбулентного смешения жидких потоков в аппарате. Причем рентабельность производства в целом определяется продолжительностью того или иного процесса, т.е. временем пребывания реагентов в аппарате. Решением этих и многих других проблем является проведение процессов, лимитируемых массообменом, в турбулентных потоках, ограниченных непроницаемой стешсой, т.е. в трубчатых аппаратах вытеснения, но в турбулентных потоках. [c.57]

Из множества конструкций экстракционных аппаратов [1, 3, 4] наибольшее распро-странение получили противоточные колонны с механическим перемешиванием вибра-. ( ционные, роторно-дисковые, пульсационные и др, В тех случаях, когда требуется аппарат, эквивалентный большому числу теоретических ступеней, используют смесительно-1" отстойные экстракторы. Аппараты этого типа позволяют строго контролировать или I целенаправленно изменять состав экстрагента на отдельных ступенях. Для экстрак-ционных процессов, в которых взаимодействуют плохо отстаивающиеся или склонные I к эмульгированию фазы, применяют тарельчатые колонны. Если требуется малое время I контакта в процессе экстракции, рекомендуется использовать центробежные аппараты. Наиболее простые и высокопроизводительные из всех известных видов экстракцион- I ных аппаратов — распылительные колонны — могут применяться в тех случаях, когда 1- требуется аппарат, эффективность которого не больше одной теоретической ступени. I Общие принципы расчета массообменной (в том числе и экстракционной) аппа- [c.255]

Пленочные устройства (рис. 10.3,а) предполагают контакт жидкой и газовой фаз (не исключаются и системы Ж — Ж), причем жидкость стекает пленкой по внутренней поверхности трубы или множества параллельных труб либо собранных в пакеты параллельных вертикальньгх пластин. В верхней части труб обычно размещают устройство, организующее пленочное движение жидкости (иногда — закрученное). Газ при этом преимущественно подается снизу — противотоком к жидкости. Скорость его ограничивают, стремясь обычно не допустить срыва капель с поверхности пленки и их уноса с газом (обратного перемешивания — в терминах структуры потоков), а также опрокинутого движения жидкости на границе с газом. Заметим при высоких плотностях орошения (а также расходах газа) возможно заполнение жидкостью контактного объема — тогда массообмен происходит в эмульгированном режиме газ становится дисперсной фазой (пузыри), движущейся в сплошной жидкой (см. распьиивающие массообменные устройства). [c.745]

Нативный раствор, содержащий бензилпенициллин, из сборника (1) поступает на первую экстракцию бутилацетатом Экстракция —массообменный процесс, и он прот екает тем быстрее, чем ин -тенсивнее входят в соприкосновение друг с другом несмешиваю-щиеся жидкости Поэтому очень важно провести эмульгирование (3), н6 при этом эмульсия должна хорошо разделяться в сепараторе (6) В связи с тем, что нативный раствор содержит большое количество поверхностно-активных веществ белковой природы, в процессе экстракции образуются весьма стойкие трудноразделяемые эмульсий Это требует применения специальных дезэмульгаторов, например, поверхностно-активное вещество — авироль Действие авироля основано на том, что он вытесняет белковые вещества из межфазовой поверхности, образуя пленку на границе раздела фаз (между водой и бутилацетатом) Пленки, образованные ПАВ, обладают незначительной прочностью по сравнению с пленками из белка, поэтому эмульсии легко разрушаются под влиянием центробежных сил, развиваемых в сепараторах Для разделения эмульсий достаточно добавить к нативному раствору 0,05—0,1% ПАВ [c.337]

Теория свободно развитой турбулентности В. В. Кафарова [5—7] предполагает, что вещество переносится из одной с )азы в другую вихрями с осями, перпендикулярпы>ш к направлению движения потоков. В результате свободного проникновения вихрей на границе двух фаз происходит эмульгирование жидкости в непрерывно изменяющемся направлении. Возникновение вихрен объясняется развитием турбулентности в каждой фазе, а количественный их учет осуществляется при помощи фактора гидродинамического состояния двухфазной системы, который мол<ет быть определен по специальным критериальным уравнениям, разработанным для ряда массообменных аппаратов. [c.97]

В соответствии с общепринятой классификацией далее рассмотрим теплообменные (теплообменные устройства, выпарные аппараты и т. п.) и массообменные (кристаллизаторы, сушилки, экстракторы и др.) аппараты. Акустические колебания могут влиять на тепломассообмен косвенно, за счет изменения межфазной поверхности в таких гидромеханических и азромеханических процессах, как эмульгирование, диспергирование, распыление, фильтрация, коагуляция и др. Часто процесс тепломассообмена идет одновременно с таким сопутствующим процессом и составляет его неотъемлимую часть распылительная сушка, экстракция в эмульсионной фазе и т. п. Поэтому рассмотрим и группу аппаратов, в которой протекают ука-заные процессы. [c.197]

Для интенсификации гидромеханических процессов (диспергирования, эмульгирования, суопендирования), тепло-массообменных и химических процессов в системах жидкость — жидкость, газ — жидкость и газ — жидкость — твердое тело применяют в основном механическое перемешивание. [c.19]

Массообменное оборудование, применяемое при экстракции селективными растворителями (перенос между несмешивающимися жидкостями), имеет много общего с аппаратурой для газовой абсорбции и ректификации. Основное различие состоит в том, что разделение фаз после контактирования представляется, как правило, более трудным, особенно в тех случаях, когда наблюдается тенденция к эмульгированию. Обычно используют насадочные и тарельчатые колонны, а также каскады сосудов с механическими мешалками. Однако вследствие необходимости осущест-лять разделение фаз, большее применение находит оборудование с внешним подводом энергии, например контактные аппараты с вращающимися дисками фирмы Шелл , смесители-отстой-ники, колонны, выпускаемые фирмой Шейбел и Микско и центробежные экстракторы фирмы Подбильняк . [c.612]

Роль насадки в условиях работы при режиме эмульгирования сводится к раздроблению паровых или газовых вихрей на большое число мелких вихрей, пронизывающих жидкость. При этом увеличивается длительность контакта газа с жидкостью и резко увеличивается межфазный тепло- и массообмен. Режим эмульгирования является наиболее выгодным по производительности в касадочных камерах и позволяет значительно интенсифицировать работу насадочных контактных камер. Одновременно при этом возрастает и гидравлическое сопротивление. [c.204]