Материальный баланс для непрерывной фазы

Уравнения внутреннего материального баланса (уравнения рабочих линий) для процесса абсорбции в противоточных аппаратах с непрерывным контактом фаз могут быть представлены в следующем виде [c.44]

При идеальном контакте фаз из материального баланса непрерывного процесса для контура, охватывающего весь одноступенчатый аппарат (см. рис.13.13), имеем [c.1123]

Материальный баланс непрерывной фазы (по реагенту) при полном перемешивании газа в ней можно составить (площадь поперечного сечения принимается равной единице), рассматривая полную высоту слоя Н. Комбинируя слагаемые с входной и выходной концентрациями, получим [c.346]

Из материального баланса по трасеру в непрерывной фазе следует [c.305]

Обозначим в нем концентрации реагента в непрерывной и дискретной (пузыри) фазах соответственно через Ср ш Сь и напишем уравнение материального баланса по реагенту в дискретной фазе [c.345]

Материальный баланс по непрерывной фазе получим, рассматривая элементарный слой единичной площадью поперечного сечения и высотой dx [c.348]

Аппаратам с пленочным течением жидкости до сих пор уделялось мало внимания как химическим реакторам. Однако в ряде случаев они оказываются наиболее приемлемыми устройствами для проведения химических превращений в системах газ—жидкость. Прежде всего это относится к случаям быстрых реакций, когда объемное соотношение расходов газа и жидкости, участвующих в реакции, очень велико, т. е. когда мала концентрация реагирующего компонента в газовой фазе. Например, при озонолизе углеводородов концентрация озона в воздухе не превышает 2% и для обеспечения материального баланса реакции в непрерывно действующий аппарат воздуха необходимо подавать примерно в 1000 раз больше, чем жидкости. При таком соотношении равномерное распределение газа и жидкости по сечению аппарата может быть обеспечено только за счет создания пленочного течения жидкой фазы. [c.13]

Рассмотрим непрерывную ректификацию бинарной системы основное вещество — низкокипящая примесь с содержанием последней Хо- Пусть питание колонны поступает снизу в виде пара состава уо Хо (например, из среднего куба большой емкости), а сверху, из конденсатора колонны отбирается обогащенный примесью дистиллят с содержанием примеси Хо = Уо- В этом случае уравнение рабочей линии колонны (уравнение материального баланса по составам фаз в заданном сечении колонны, работающей в стационарном состоянии с постоянной скоростью отбора дистиллята) представляет собой соотношение (П.120). Подставив выражение для д из (11.120) в уравнение (11.89), с учетом того, что в рассматриваемом случае у = ах, получим [c.95]

Схему промышленного использования процесса экстрактивной кристаллизации можно иллюстрировать приводимым ниже примером, включающим материальный баланс. Допустим, что требуется разделить 100 кг/час смеси равных количеств пара- и метаксилола на индивидуальные изомеры. Предполагается, что на каждой ступени кристаллизации чистые кристаллы отделяются от жидкой фазы ири помощи идеальных сепарирующих устройств. К системе добавляют соответствующий углеводородный растворитель, например к-иентан, который непрерывно циркулирует в процессе. Состав, температура и расход потоков для каждой ступени определяются на основании материального баланса, исходя из диаграммы фазового состояния (рис. 3). Схема процесса и все расчетные данные представлены на рис. 12. Для простоты вся теплообменная аппаратура, необходимая для уменьшения нагрузки холодильной установки, на схеме не показана. Количество циркулирующего растворителя должно быть большим и достигает 7 1 по отношению к товарному метаксилолу. В процессе необходимо также применять внутреннюю циркуляцию маточного раствора. Однако если допускается некоторое снижение чистоты метаксилола, получаемого экстрактивной кристаллизацией, то можно отказаться от заключительной ступени процесса — простой кристаллизации, и процесс существенно упрощается. [c.76]

Установим соотношения материального баланса для непрерывных процессов растворения при отсутствии продольного перемешивания обеих фаз и постоянства скоростей фаз в поперечном направлении. Составляя баланс по растворяюш,емуся веш,еству для части аппарата, заключенной между начальным (х = 0) и произвольным (х) сечениями, получаем соответственно для прямотока (рис. 2.4,6) и противотока (рис. 2.4, б) [c.87]

Рекомендованный метод расчета массопередачи с необратимой химической реакцией может быть использован для аппаратов как с непрерывным, так и со ступенчатым контактом фаз. Во втором случае расчет следует вести последовательно от тарелки к тарелке, начиная с нижней. Для каждой тарелки определяют степень извлечения, достигаемую при высоте барботажного слоя, найденной гидродинамическим расчетом. При расчете известна величина г, 1 значением задаются. Зная Мо и Во, находят ф и при I = = 1 и рассчитывают величину 5 , а из уравнения материального баланса. Если найденное значение B, . отличается от заданного, расчет повторяют до их сходимости. После этого определяют параметры следующей тарелки. [c.72]

Материальные балансы массообменных процессов зависят от способа их проведения. Различают однократное, непрерывное и ступенчатое взаимодействие фаз. [c.12]

Рис. 15-1. К составлению материального баланса при непрерывном контакте фаз в условиях противотока (а) и прямотока (5)

При непрерывном прямотоке фазы движутся в одном направлении (рис. 15-1,6). На рис. 15-1,6 показано движение фаз сверху вниз, но в принципе может осуществляться и противоположное совместное их движение-снизу вверх, при котором между фазами идет процесс массопереноса. Как и в случае противотока, уравнения материального баланса имеют вид (для бесконечно малого пути) для всего потока-dG= — dL, для г-го компонента-d ( Сд ) = — d(Lj ). [c.13]

Материальный баланс (МБ) аппарата по потокам компонента В призван связать концентрации вне на концах) аппарата и потоки фаз. Для составления МБ (применительно к 1 с, так как процесс непрерывный) выделим контуры Ki и К2 и поочередно запишем балансы (в отсутствие Источников и Стоков вещества), обозначив поток В из фазы в фазу символом М [c.788]

Проиллюстрируем путь расчета для непрерывного стационарного процесса массообмена с идеальным перемещиванием твердых зерен, находящихся, например, в псевдоожиженном состоянии. Расчетная схема процесса изображена на рис. 10.47 поток сплошной фазы X, входная и выходная концентрации — У1 и У2, поток твердой фазы (псевдоожиженные зерна) равен О, входная концентрация — С) в результате ИП вся масса зерен Су имеет одинаковую концентрацию вещества, равную выходной Сг- Запишем материальный баланс по переносимому компоненту в сплошной среде для элементарной поверхности контакта АР (контур к) [c.875]

Для расчета отстойника непрерывного действия напишем уравнения материальных балансов по жидкой и твердой фазам [c.202]

В подавляющем большинстве случаев все перечисленные процессы массообмена осуществляются в аппаратах непрерывного действия при встречном движении взаимодействующих потоков (фаз). Если массовые (объемные, мольные) расходы этих потоков на входе и выходе из аппарата (рис. 1Х-12) обозначить соответственно через 1, а и С , кг/с, а концентрации переходящего компонента в них — через Хх, х и у , у , то должны удовлетворяться следующие уравнения материальных балансов [c.441]

Процесс непрерывного растворения при противотоке фаз. Представим себе, что навстречу потоку 0 кт с полностью растворимого твердого вещества движется поток экстрагента (растворителя) V м /е с начальной концентрацией того же вещества кг/м . Если раствор на выходе из аппарата имеет концентрацию с кг/ы , то для участка аппарата, ограниченного выходным и произвольным промежуточным сечениями, можно написать следующее уравнение материального баланса 0 — О = V (с — с) нли а (I — [c.603]

Процесс непрерывной адсорбции, как было показано выше, осуществляется в аппаратах с встречным движением потоков газа (жидкости) и адсорбента. В упрощенном виде для расчета такого установившегося процесса при движении плотного слоя адсорбента можно воспользоваться методом, изложенным ранее применительно к другим процессам контактного массообмена между двумя фазами (абсорбция, ректификация). Обозначив через Уа и Уг объемные расходы адсорбента и инертной части газового (жидкостного) потока, через аиа — текущую и выходную адсорбционные емкости адсорбента, а через с и с, — концентрации адсорбтива в газовом (жидкостном) потоке в тех же сечениях аппарата (рис. ХП1-7), напишем уравнение материального баланса для нижнего участка адсорбера Уд (а —а) = (с — с), откуда [c.630]

Диффузионные процессы, при которых меняется состав обеих фаз, выгодно проводить по принципу противотока газ и жидкость поступают с противоположных концов аппарата (газ снизу, жидкость сверху). Таким образом используется наибольшая доступная разность концентраций. При расчете противоточных процессов удобно ввести понятие теоретической тарелки или ступени переноса При этом непрерывный процесс переноса приближенно заменяется ступенчатым и принимается, что на каждой ступени устанавливается равновесие между фазами. Необходимое число теоретических тарелок находится простым графическим методом строится диаграмма, в которой по двум осям отложены концентрации рассматриваемого компонента в двух фазах. На этой диаграмме проводятся линия равновесия по закону растворимости и рабочая линия по уравнению материального баланса. Ступенчатый процесс представляется на диаграмме ломаной, прямоугольные ступеньки которой лежат между линией равновесия и рабочей линией. Число теоретических тарелок равно числу ступенек этой линии. [c.167]

Этот процесс также является непрерывным. В единицу времени в аппарат непрерывно подается Мд кт твердого вещества и м жидкости. Из рабочего объема аппарата отводится Ш кг/с раствора с концентрацией Ск- По возможности этот раствор не должен содержать растворяющихся частиц. Вследствие перемешивания жидкой фазы концентрация раствора одинакова во всех точках аппарата, неизменна во времени и равна концентрации С . Уравнение материального баланса определяет эту концентрацию [c.55]

Протекание экстракционного процесса обусловлено разностью концентраций (концентрация раствора в порах минус концентрация в основной массе жидкости). В кинетическом аспекте наиболее выгодная ситуация возникает тогда, когда концентрация в основной массе жидкости равна нулю. В технологическом же аспекте эта ситуация лишена смысла, так как задачей процесса является получение раствора возможно большей концентрации. Обычно жидкость, контактирующая с пористыми частицами, непрерывно увеличивает свою концентрацию и концентрационная обстановка на поверхности пористых частиц непрерывно меняется. Накопление вещества в основной массе жидкости зависит от отдачи вещества пористыми частицами и от организации экстракционного процесса, которая воплощена в схеме взаимодействия твердой и жидкой фаз. Каждой такой схеме можно поставить в соответствие определенное уравнение материального баланса, связывающее концентрацию в основной массе жидкости со средней концентрацией в порах С. Совместно с уравнениями (1.33) и (1.60) получим замкнутую систему, определяющую кинетику экстракционного процесса. Перейдем к рассмотрению схем взаимодействия фаз, имея в виду извлечение растворенного и твердого веществ. [c.63]

Исходя из уравнения материального баланса по сгоревшему коксу, рассчитывали степень регенерации в струйно< части - Ус в непрерывной фазе -, [c.39]

В том, ЧТО размер и скорость движения пузырей растут по мере их подъема и слияния. Но при общем неизменном расходе газа скорость подъема пузырей не может превысить определенного предела, поскольку с ростом ее должна уменьщаться скорость газа, находящегося в составе непрерывной фазы слоя. Последняя же не может уменьшаться безгранично. Таким образом, либо при превышении некоторого предельного размера пузырей скорость их подъема должна быть ниже, чем по закону Стокса, либо должен быть ограничен размер образующихся пузырей, если подъем в слое происходит по закону Стокса . Падение твердых частиц с потолка пузыря на его дно , приводящее к нарушению его оболочки, вероятно, вызвано изложенными выше причинами необходимостью одновременного поддержания материального баланса по псевдо-ожижающему агенту и равновесия гидродинамических сил (т. е. движения газа в соответствии с законами Архимеда и Стокса). Следовательно, нарушение оболочки пузыря падающими частицами должно приводить не к ускорению, а к торможению его движения либо к его дроблению на более мелкие образования, в конечном счете — к ограничению скорости движения дискретной фазы через псевдоожиженный слой. [c.32]

Для материального баланса по непрерывной фазе необходимо, чтобы слагаемые (1) и (2) были равны сум ме трех последних рассмотренных выше членов. Тогда после некоторых преобразований получим [c.121]

Предположение об идеально-м вытеснении не изменяет уравнения (6.4), написанного для каждого отдельного пузыря. Однако уравнение (6.7) должно быть заменено материальным балансом для бесконечно малого участка слоя йу. При этом можно рассматривать баланс либо для непрерывной фазы, либо для всего элементарного объема слоя в пределах высоты йу. В последнем случае результат получается наиболее простым [c.123]

При идеальном массообмене пар и жидкость, проходящие через произвольное сечение аппарата, находятся в равновесии. Поэтому составы продуктов разделения зависят от направления относительного движения фаз. При прямотоке состав отводимого из аппарата пара соответствует равновесию с кубовым остатком. Поскольку он содержит наименьшее количество относительно более летучих компонентов, то и отводимый из аппарата пар также имеет минимально возможную концентрацию этих компонентов. Поэтому в таком процессе имеют место наихудшие условия в отношении достигаемого разделения смесп. Процесс с идеальным массообменом при прямоточном движении фаз по условиям разделения идентичен процессу непрерывной дистилляции в емкостном аппарате. Составы и расходы продуктов разделения определяются уравнениями материального баланса ( .2203), ( .2206), а также условиями фазового равновесия [уравнение ( .222)]. Таким образом, [c.545]

Уравнение материального баланса (5.41), полученное для аппарата с непрерывным контактом фаз, остается справедливым и для MOA со ступенчатым контактом фаз. Действительно, уравнение (5.41), переписанное в форме G(Y Y) = L(X - X), представляет собой материальный баланс для нижней части аппарата, мысленно отсеченной произвольным сечением с концентрациями в этом сечении X и Y (см. рис. 5.8). Левая часть этого уравнения - количество компонента, отдаваемое газом в нижней части аппарата от его нижнего сечения до сечения произвольного, а правая часть - количество компонента, получаемое потоком жидкости в той же части MOA. [c.368]

Общие вопросы концентрационного равновесия компонента в фазах и материальных балансов для непрерывных процессов и вопросы кинетики (скорости) переноса целевого компонента ранее в этой главе рассматривались преимущественно на примере типового (базового) процесса абсорбции. Поэтому далее будут из- [c.387]

Материальный баланс по целевому компоненту для непрерывного процесса абсорбции получен ранее в форме линейного уравнения (5.41), связывающего значения действительных концентраций компонента в газовой (Y) и жидкой (X) фазах в произвольном сечении абсорбционного аппарата (см. рис. 5.8). Напомним, что на графике с координатами X - Y соотношение материального баланса (5.41) представляет собой прямую линию, для которой отношение расходов L/G жидкой и газовой фаз есть тангенс угла наклона такой линии непрерывного процесса к оси абсцисс X (см. рис. 5.10). [c.389]

Растворение частиц в периодическом процессе при полном перемешивании суспензии происходит в условиях непрерывно увеличивающейся концентрации компонента в растворе (рис. 8.2, а). Количество растворенного вещества (компонента), которое переходит из монодисперсной твердой фазы в жидкий раствор, определяется уравнением материального баланса [c.478]

Гетерогенные процессы отличаются от гомогенных тем, что они проходят не во всем объеме системы, а в определенном участке (или на поверхности раздела фаз или в объеме одной фазы гетерогенной системы). И в том и в другом случае для возможности осуществления реакции необходим непрерывный подвод реагирующего вещества. При установившемся процессе-количество вещества, которое подводится к поверхности в единицу времени диффузией, равно количеству вещества, которое расходуется в процессе реакции, т. е. в условиях стационарности процесса в целом скорости диффузии и реакции равны (по условиям материального баланса процесса). Константы скоростей этих процессов различаются между собой, а их соотношение определяет протекание процесса в кинетической, смешанной или диффузионной областях. [c.105]

Эффективность секционирования состоит в более равномерном распределении дисперсной твердой фазы по времени пребывания с более благоприятными концентрационными условиями. Действительно, при достижении конечной степени растворения в одной секции полного смешения концентрация раствора на выходе и равная ей средняя по объему концентрация имеют наибольшее значение, определяемое материальным балансом непрерывного процесса. Следовательно, растворение происходит при наименьшей движущей силе пройесса. При многоступенчатом прямоточном растворении такое же максимальное значение концентрации имеет место только в последней секции, тогда как в предыдущих ступенях движущая сила процесса оказывается большей. [c.116]

Те же авторы опубликовали метод расчета химических реакторов, основанный па приведенном выше анализе и предположении что поток в непрерывной фазе всегда направлен вверх. Предложенный метод был использован в двух работах при отношении иИ1т1 ниже критического значения (по приведенной выше оценке). В случае С/ > и г авторам потребовались бы граничные условия, соответствующие модели противотока с обратным перемешиванием Интересное предположение о том, что обратное перемешивание газа можно объяснить при рассмотрении материального баланса и учете облака циркуляции, требует более подробного анализа, выходящего за рамки данного раздела. [c.288]

Одна из особенностей анализа Лэтема с соавт. заключается в учете разбавления газа у распределительной решетки, где газ из опускающейся непрерывной фазы смешивается с поступающим в слой свежим газовым потоком. Уравнения материального баланса по всему газу и трасеру имеют вид [c.318]

Следует также уделить большое внимание роли облака циркуляции. Как уже было отмечено, если концентрации газа в облаке и пузыре равны, то наличие обратного перемешивания вытекает из соображений материального баланса. Модель Кунии и Левеншпиля может быть полезной, когда концентрация реагента в зоне облако — гидродинамический след принимается промежуточной между концентрациями в пузыре и непрерывной фазе. [c.319]

В пром-сти наиб, распространена противоточная непрерывная многоступенчатая Э. ж. Необходимое число ступеней разделения, к-рое рассчитывают по изотерме экстракции и материальному балансу графически или на ЭВМ, составляет обычно 5—10 (для трудно разделяемых соединений, напр, лантаноидов,— до 50—60). Процесс включает ряд типовых и спец. операций. К первым относится собственно экстракция, промывка экстракта (для уменьшения содержания в нем примесей и удаления механически захваченного исходного р-ра) и реэкстракция, т. е. обратный перевод экстрагированного соединения в водную фазу с целью его дальнейшей переработки в водном р-ре или повторной экстракц. очистки. Полнота извлечения при Э. ж. обеспечивается, если ап > i (п — соотношение потоков обеих фаз), при реэкстракции — если ап < 1. Поэтому для последней выбирают условия, позволяющие уменьшить а (напр., при Э. ж. нейтральцыми соединениями понижают кислотность или повышают т-ру), или, при необходимости, вводят хим. реагенты. Спец. операции связаны, напр., с изменением степени окисления разделяемых компонентов так, для разделения и и Ри последний восстанавливают до трудно экстрагируемого Рн(П1). [c.694]

Минимально необходимый расход адсорбента может быть определен, например, графически в координатах С — а, а (рис. 5.31), где строятся одновременно изотерма адсорбции и рабочая линия непрерывного процесса, представляющая уравнение материального баланса по адсорбтиву (5.140) с текущими значниями концентраций в обеих фазах. Предельное положение /—II рабочей линии соответствует наличию общей точки кривой изотермы и рабочей линии в этой точке движущая разность концентраций процесса адсорбции становится равной нулю. В больщинстве случаев общая точка II соответствует исходной концентрации Со, и тогда [c.301]

Для аппаратов с непрерывным контактом такие балансовые соотношения обычно составляют на основе модели идеального вытеснения они представляют собой зависимости между средними составами взаимодействующих фаз в каком-либо сечении агшарата (рис. 3.1, а). Материальные балансы такого рода для. распределяемого компонента называют уравнениями рабочих линий. В зависимости от способа выражения составов фаз рабочие линии могут быть описаны одним из следующих уравнений [c.90]

Поскольку принимается, что непрерывная фаза характеризуется полпым перемешиванием, то для нее материальный баланс составляется в интегральной фор.ме, т. е. для полной высоты слоя Н (площадь поперечного сечения принимается равной единице). Баланс складывается из следующих пяти составляющих. [c.120]

Ввиду известного сходства процессов непрерывного противоточного извлечения и ректификации удобно характеризовать эффективность колонок для извлечения той же величиной, которая обычно используется для сравнительной оценки ректификационных колонок, а именно, числом теоретических тарелок (ч. т. т.). Эта величина может быть вычислена при помощи уравнений, отвечающих полному материальному балансу по всей длине рабочей части колонки с учетом взаимоотношений насыщений и равновесия в двух жидких фазах, или же рассчитана графически, аналогично определению ч.т.т. ректификационных колонок (см. гл. VIII). [c.152]