Высота, эквивалентная ступени равновесия

По аналогии с теорией дистилляционных колонн хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок, через которые газ проходит периодическими толчками. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между подвижной и неподвижной фазами для всех компонентов. Таким образом, хроматографический процесс согласно этой теории многоступенчатый и состоит из большого числа актов адсорбции и десорбции (в ГАХ и ЖАХ) или растворения и испарения (в ГЖХ и ЖЖХ), а сама колонка рассматривается как система, состоящая из совокупности многих ступеней—тарелок. Длина элементарного участка (в сантиметрах) колонки, на которой достигается мгновенное состояние равновесия между концентрацией вещества в подвижной и неподвижной фазах, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ), или, попросту, высотой тарелки. Очевидно, существует простая зависимость. [c.47]

Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

Эффективность колонки измеряют числом теоретических тарелок. В процессе разделения, осуществляемого в виде отдельных ступеней, как, например, при противоточной экстракции, на каждой ступени устанавливается полное равновесие растворенных веществ между двумя фазами, после чего фазы разделяются. Каждую ступень называют теоретической тарелкой. Однако в хроматографической колонке растворенное вещество непрерывно движется вниз вдоль колонки, и полное равновесие не может установиться ни в одной точке. Следовательно, можно только рассчитать высоту колонки, которая будет давать разделение эквивалентно одной теоретической тарелке. Эту величину называют высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Число теоретических тарелок в газо-хроматографической колонке зависит от ряда факторов, включающих скорость диффузии растворенного вещества в двух фазах, равномерность набивки колонки, толщину слоя неподвижной жидкой фазы, а также природу и скорость потока подвижной фазы. Число теоретических тарелок можно повысить в определенных пределах, увеличивая длину колонки, и оно несколько уменьшается при увеличении диаметра. [c.23]

Теория теоретических тарелок. Рассмотрим хроматографический процесс с точки зрения теории теоретических тарелок. Хроматографическая колонка мысленно разбивается на ряд последовательных теоретических ступеней — тарелок. Движение газа рассматривают как последовательность периодических толчков. Предполагается, что за время каждого толчка на тарелках успевает установиться равновесие между ПФ и НФ для всех компонентов. Длина элементарного участка колонки (в см), па которой достигается состояние равновесия между концентрацией вещества в ПФ и НФ, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) [c.334]

Эффективность насадки, предназначенной для интенсификации массообмена, зависит от ее удельной поверхности или размера элементов. С увеличением удельной поверхности насадки поток флегмы превращается в более тонкие пленки, а это сокращает время наступления динамического равновесия между жидкостью и паром, а в итоге уменьшается высота, эквивалентная одной ступени равновесия. [c.300]

Теория теоретических тарелок — общий метод описания многостадийных процессов. Представление о теоретической тарелке взято из теории дистилляции. В дистилляции разделение происходит на отдельных ступенях, на которых осуществляется равновесие между фазами, затем фазы разделяют. Каждая такая ступень называется теоретической ступенью или теоретической тарелкой. В хроматографической колонке, заполненной сорбентом, одна из фаз находится в непрерывном движении и полное равновесие иногда сразу не достигается. В таких случаях длина слоя, на котором достигается равновесие между двумя фазами, условно называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). [c.39]

По концентрации NHg в газе и жидкости строим рабочую линию процесса, а по уравнению (XII—14) строим кривую равновесия и определяем число ступеней изменения концентрации JV = 15 (фиг. 103). По формуле (XII—45) определяем высоту, эквивалентную одной ступени [c.250]

Поскольку характер потоков по высоте колонны меняется, запишем уравнение баланса для участка колонны — эквивалентной теоретической ступени разделения высотой Н . На этом участке линию равновесия можно считать прямой, а скорость массопередачи пропорциональной разности средних для участка реальной (С) и равновесной (С ) концентраций. Таким образом, экстракционная колонна рассматривается как каскад элементов идеального перемешивания, причем число элементов М = ЫН (где Ь — общая высота колонны, а Яс — высота ступени разделения). Для оценки величины Я предложен ряд расчетных соотношений. По Кафарову [22], для режимов, близких к захлебыванию, справедливо соотношение [c.90]

Если растворимость абсорбируемого газа подчиняется закону Генри и линия равновесия представляет собой прямую, множитель — "177) формулы принимается равным единице. Высота насадки, эквивалентная одной теоретической ступени, йэ может быть рассчитана по уравнению [c.222]

Очевидно, что каждая ступень построенной ломаной заключена между кривой равновесия и рабочей линией одной теоретической тарелки колонны. Аналогично поступают и при расчете насадочных ректификационных колонн. В этом случае вводится понятие эквивалентной высоты теоретической тарелки — высота насадки, которая имеет тот же коэффициент разделения, что и одна теоретическая тарелка, т. е. участок наса-дочной колонны, на котором происходит изменение состава, соответствующее одной ступени диаграммы Мак-Кэба — Тиле, Как следует из изложенного выше, при увеличении числа тарелок концентрация низкокипящей фракции в жидкости приближается к 1007о. но некоторые бинарные смеси отличаются тем, что содержание дистиллата достигает заданной величины меньше 100%, которая не может быть превышена при ректификации даже в случае бесконечно большого числа тарелок. Такие смеси называются азеотропными. Они отличаются тем, что кривая Х = Х ) пересекает диагональ диаграммы равновесия, где кривая равновесия проходит через точку [c.456]

Отклонение реального процесса от идеального учитывается затем с помощью понятия о Высоте рабочей зоны, Эквивалентной (по эффекту массопереноса, т.е. изменению концентрации в фазе) одной Теоретической Ступени (ВЭТС). Тогда, определив (по диаграмме у — х в случае кривой линии равновесия и аналитически — в случае прямой) число теоретических ступеней далее просто [c.851]

Для выражения эффективности тарельчатых экстракторов обычно пользуются понятием ступени изменения концентрации или теоретической ступени, число которых находится графическим путем — построением ряда ступеней в пределах кривой равновесия и линии рабочих концентраций, полагая, что в каждой ступени достигается равновесие. Для определения высоты колонны, эквивалентной одной теоретической ступени (ВЭТС), можно использовать уравнение, полученное в общем виде для процессов экстракции (2) с учетом гидродинамических особенностей процесса [c.296]

Если равновесная концентрация не является линейной и линия равновесия представляет собой кривую, такой простой зависимости между числом ступеней изменения концентрации и высотой насадки нет. В этом случае эквивалентные одной ступени число единиц переноса для отдельных ступеней изменения концентрации и высоты не одинаковы и зависят [c.463]

Насадочные экстракционные колонны обладают низкой эффективностью (высота, эквивалентная ступени равновесия, редко бывает ниже 2 м, но часто достигает 5 м и более), поэтому применяются в случаях, когда для осуш,ествления процесса требуется небольшое число ступеней равновесия, а также при обработке сильно вспениваюш,ихся жидкостей. [c.565]

Эффективность хроматографической системы - количесгво ступеней устапоатения равновесия между подвижной и неподвижной фазой в выбранных условиях для данного сорбата, способность к образовании) узкой концентрационной зоны индивидуального компонента разделяемой смеси. Эффективность в численном выражении определясгся 1начеииями числа теоретических тарелок и высотой, эквивалентной теоретической тарелке. [c.17]

Направление работ, выполненных за последние 20 лет по теории экстракции, соотвегствовало роводипшимся исследованиям аналогичных прои,ессов дистилляции основное внимание уделялось главным образом изучению равновесия, методам проведения процесса и расчету числа теоретических ступеней или единиц переноса, требующихся для заданного процесса разделения. Экспериментальные работы были посвящены измерениям равновесия, определению эффективности ступени в смесительно-отстойных экстракторах и определению высоты эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС) для дифференциально-контактных экстракторов колонного типа (ВЭТС аналогична ВЭТТ для ректифика- [c.9]

Непрерывный противоточ-ный процесс, например дистилляцию или экстракцию,. можно представить теоретически, а иногда и практически осуществить, если провести ряд отдельных ступеней — элементарных процессов, с установлением полного равновесия между фазами и последующим разделением фаз. Каждая такая ступень называется теоретической ступенью, или тарелкой. В колонке, заполненной насадкой, фазы находятся в непрерывном движении и установление поллого равновесия невозможно. В таких случаях длина колонки, на которой достигнуто такое же разделение, как и на теоритической тарелке, называется высотой, эквивалентной теоретической тарелке , или ВЭТТ. [c.158]

Эффективность пульсацион-ных колонн определяется высотой эквивалентной теоретической ступени, которая зависит от многих факторов. В режиме эмульгирования Л мало зависит от производительности и в основном определяется частотой пульсаций. Минимальное значение к определяется интенсивностью пульсаций. С увеличением диаметра аппарата /г при прочих равных условиях возрастает. При оптимальных режимах работы высота, соответствующая одной ступени равновесия в пульса-ционных колоннах, равна 0,25—0,40 м. [c.124]

Отношение 5/0 обозначает наклон рабочей линии на диаграмме (рис. 17-15). На этой диаграмме изображена также линия равновесия. Аналогично, как и в случае процесса адсорбции, можем найти минимальное отношение 5/0 и, следовательно, минимум адсорбента. Вычерчивая з/ ступени между обеими линиями, можем опреде-Рис. 17-15. Определен1 е ить число теоретических тарелок (или ступеней размеров адсорбера. изменения концентрации), а зная высоту, эквивалентную теоретической тарелке, определить высоту адсорбера. Если известны коэффициенты массопередачи между газом и адсорбентом, то с помощью графического интегрирования, так же как и при расчете адсорбционных колонн, можно вычислить высоту адсорбционного аппарата. [c.906]

Жидкость состава Ь (рис. 1) будет кипеть при 4 и находиться в равновесии с паром состава с. Тарелка, которая вызовет такое же изменение состава, какое происходит при идеальной простой перегонке, т. е. от а к й или от 6 к с, или же любое другое аналогичное изменение состава, например от с к е, и будет теоретической тарелкой. Концентрации легколетучего компонента, соответствующие этим равновесным составам пара и жидкости, отвечают концам отрезков горизонтальных прямых, лежащих между кривыми жидкости и пара на графиках подобного рода. Так как кривые жидкости и пара сходятся на ординатах, отвечающих составам чистых веществ, то очевидно, что в любой смеси разность составов, отвечающая действию одной теоретической тарелки, будет приближаться к составу чистого вещества. Кроме того, чем величина относительной летучести ближе к единице, тем ближе лежат кривые пара и жидкости друг к другу и тем меньше будет разница в составе, отвечающая одной теоретической тарелке. Насадочная колонка (или любой другой ректифицирующий прибор), на котором производят разделение, соответствующее двум последовательным ступеням или единицам, например от а до с, эквивалентна, как принято говорить, двум теоретическим тарелкам. Если высота такой насадочной колонки равна 25 см, то ВЭТТ равна 12,5 см. Подобное рассуждение применимо к любому числу теоретических тарелок и к любой высоте колонки. В настоящее время имеются колонки, эквивалентные более чем 100 теоретическимтарелкам. Можно ожидать, что для данной колонки или насадки ВЭТТ, определенная на разных двойных смесях, будет иметь примерно одинаковую величину, если эти смеси будут близкой химической природы и будут иметь близкие величины вязкости и поверхностного натяжения. Если же эти характерные свойства смесей сильно различаются, то, повидимому, в значительной степени изменяются толщина жидкой пленки, поверхность соприкосновения газа с жидкостью и скорость диффузии. Таким образом, одна и та же колонна или насадка может обладать весьма различными величинами ВЭТТ. Выражение рабочей характеристики колонны с помощью представлений о сопротивлении переносу вещества через пленку на границе раздела между паром и жидкостью получило существенное развитие, однако использование в расчетах теоретических тарелок и ВЭТТ имело и имеет значительно большее практическое значение. [c.11]

Число ступеней, которое может быть вписано между рабочими линиями и кривой равновесия, равно теоретически количеству потребных поглотительных аппаратов или эквивалентной им высоте поглотительной бащни. Как видно из рисунка, потребное число ступеней поглощения для линии ЛШ составляет 4, а для линии MAig равно 2. [c.117]