Массообмен периодических

Общая расчетная схема массообменного периодического процесса с обозначенной на ней поверхностью раздела фаз представлена на рис. 10.42. Количества фаз постоянны и равны L и D. В задачу анализа входит установление связи текущих концентраций вещества в фазах х и у (в итоге — конечных Хк и Ук) с текущим временем процесса t (в итоге — с конечным т ). Для анализа процесса очертим для отдельных фаз пространственные контуры, проходящие через поверхность раздела фаз F. Концентрации вещества в фазах в промежуточный момент времени х равны х и у дадим времени приращение dx и запишем для этого бесконечно малого промежутка времени материальные балансы. [c.863]

Этот прием—разбивка колонки на тарелки—представляет по существу замену реальных процессов, непрерывно протекающих в хроматографической колонке, эквивалентным по результатам периодическим процессом, также приводящим к размыванию полосы компонента, введенного на первую ступень такой эквивалентной колонки он полезен тем, что позволяет легко получите уравнение, описывающее форму размываемой полосы. Уравнение такого же вида получается и из диффузионно-массообменной теории, что, как будет показано ниже, позволяет связать обе теории и выразить высоту эквивалентной теоретической тарелки в функции скорости потока газа-носителя. [c.576]

Массообменные процессы весьма многообразны. Они отличаются агрегатным состоянием взаимодействующих фаз, характером их движения в аппарате, наличием параллельно протекающих процессов теплообмена. Этим обусловлено большое разнообразие применяемых на практике конструкций массообменных аппаратов. В той или иной степени различаются и методы их расчета. Рассмотрим наиболее распространенные в технике массообменные процессы непрерывные процессы абсорбции и жидкостной экстракции в противоточных аппаратах непрерывную ректификацию бинарных систем периодические процессы с участием неподвижного слоя твердой фазы. [c.42]

Наиболее распространенным массообменным процессом, осуществляемым в аппаратах с неподвижным слоем твердой фазы, является адсорбция. Такого рода процессы являются нестационарными и периодическими. При этом концентрации в твердом материале и в газе (или в жидкости), находящихся внутри аппарата, меняются во времени. Обычно процесс длится до тех пор, пока конечная концентрация в среде, проходящей через слой твердой фазы (сорбента), не превысит некоторого предельного значения (концентрация проскока), после чего сорбент подвергают регенерации, осуществляющейся обычно десорбцией. [c.65]

Рассмотрим массообмен в системе периодически расположенных частиц при малых числах Пекле. Пусть смесь монодисперсна. Каждый кристалл окружим концентрической с ним ячейкой 0(г), куда не попадают центры других кристаллов. Диаметр ячейки определяется расстоянием между кристаллами 21. Используем предположения движение частиц относительно жидкости отсутствует концентрационное поле вокруг кристалла квазистационарно. [c.128]

Рассмотрим конвективный массообмен в системе периодически расположенных частиц. Выше рассматривался случай, когда обтекание частиц несущественно влияет на массообмен. Однако прн больших Ре=аУ/0 влияние потока существенно сказывается на массообмене. Существенную роль играет структура особых линий тока, начинающихся и оканчивающихся на поверхности частиц. При этом оказывается, что в потоке существуют цепочки частиц, внутренний массообмен в которых сильно заторможен взаимодействием диффузионных следов и пограничных слоев частиц, принадлежащих цепочке. Задача о конвективном массообмене в системе периодически расположенных сфер- рассматривалась в работах [100-103]. [c.129]

При Ц. р. массообменных процессов периодически изменяют расход одной из фаз. В случае ректификации при периодич. изменении расхода пара или флегмы средняя за цикл движущая сила процесса повышается по сравнению ср стационарным режимом, поскольку концентрация в-в на тарелках приближается к равновесной лишь в конце цикла, межтарельчатое перемешивание снижается и скорость пара может непродолжительно (в пределах цикла) превышать скорость захлебывания достигаемого благодаря инерционности жидкости). В результате заданная степень разделения м. б. достигнута при меньшей (чем при стационарном режиме) высоте колонны. Ц. р. перспективны также для осуществления экстракции, абсорбции, фильтрования и др. [c.679]

Массообменные устройства представляют собой периодически расположенные равнобокие пластины, образующие угловые элементы со щелью при вершинах, причем кромки пластины вышерасположенного ряда образуют зазор с пластинами нижерасположенного ряда. [c.54]

Экстрагирование из неподвижного слоя. В задаче периодического экстрагирования из неподвижного слоя сферических частиц учтем массообмен частицы с обтекающим ее потоком экстрагента в соответствии с уравнением массоотдачи (2.70). Условием, связывающим концентрацию в растворителе (Сж) и поток целевого компонента от поверхности частиц, является уравнение [c.107]

Одноступенчатый адсорбер. В адсорберах как непрерывного, так и периодического действия массообмен практически заканчивается на относительно небольшой высоте псевдоожиженного слоя Яа. Выше этой зоны и на выходе из слоя концентрация вещества в газовом потоке практически равновесна со средней степенью отработки адсорбента в слое. При известной изотерме адсорбции и Яа < Я расчет аппарата может быть проведен по уравнению материального баланса [24] [c.213]

Адсорбция в аппаратах непрерывного действия с псевдоожиженным слоем. Отличительной особенностью аппарата для непрерывной адсорбции в псевдоожиженном слое по сравнению с аппаратом периодического действия является большая производительность. Как показано в монографии [41], по высоте псевдоожиженного слоя непрерывного действия при постоянной скорости подвода вещества устанавливается определенный стационарный профиль концентраций, несмотря на неравномерность отработки частиц в таком слое. В аппаратах непрерывного действия массообмен заканчивается на определенной высоте от входа в адсорбер. Необходимо отметить, что при адсорбции растворенных веществ длина участка массообмена больше, чем при адсорбции газов и паров. Это объясняется тем, что коэффициент массообмена в системе жидкость — твердое тело по крайней мере на порядок меньше соответствующего коэффициента в системе газ — твердое тело. Однако и в случае адсорбции из растворов выше некоторого участка слоя в потоке устанавливается постоянная концентрация вещества, равновесная со средней степенью отработки адсорбента. В таком случае расчет процесса адсорбции в аппарате непрерывного действия можно проводить [41], используя уравнение материального баланса [c.140]

Массообменные процессы, широко используемые для очистки веществ и разделения смесей, весьма многообразны. Они различаются агрегатным состоянием взаимодействующих фаз, характером их движения в аппарате, наличием параллельно протекающих процессов теплообмена. Этим обусловлено большое разнообразие применяемых на практике массообменных аппаратов. В той или иной степени различаются и методы их расчета. В данной (лаве рассмотрены наиболее распространенные массообменные процессы абсорбция, десорбция и жидкостная экстракция в иротивоточных колоннах, непрерывная ректификация бинарных и многокомпонентных систем, периодическая адсорбция в аппаратах с неподвижным слоем сорбента. [c.87]

Решение уравнения массопроводности становится очень сложной задачей при периодическом массообмене между плотным слоем твердой фазы и потоком. В этом случае распределение концентраций по длине аппарата и во времени находят с помощью уравнения массопередачи. [c.186]

Ниже рассматриваются простые массообменные устройства, в которых фазы движутся стационарно прямотоком или противотоком (в режиме ИВ) либо проходят рабочую зону в режиме ИП. Более сложные системы, состоящие из совокупности простых, т.е. сети аппаратов непрерывного действия, аппараты для периодических и полунепрерывных процессов, для иных СКК рассматриваются в других главах при изложении конкретных технологических приемов. [c.815]

Примечательно, что выражение (ц) для периодического процесса математически идентично выражению (и) в разд.10.8.2 для непрерывного стационарного прямоточного процесса. Только вместо dF/Fy (для прямотока) в случае периодического процесса в правом выражении стоит dx/ x- Физическое различие заключается в том, что в случае непрерывных прямоточных процессов рассматривается изменение концентраций вдоль массообменной поверхности, т.е. оси F (для фиксированного промежутка времени, например — 1 с), а в случае периодических процессов — изменение концентраций вдоль оси времени (для фиксированной поверхности контакта F, если речь идет о ИП фаз). Именно поэтому в периодическом процессе движущая сила усредняется по времени (в стационарном противотоке она усредняется по поверхности контакта). [c.864]

Процесс массообмена с твердой фазой может быть организован в непрерывном, периодическом или полунепрерывном варианте. Однако относительно единичного зерна массообмен с твердым телом (например, округлым в других случаях речь может идти о цилиндрических или плоских телах), как правило, представляет собой нестационарный акт с характерной кинетикой переноса вещества внутри зерна и вне его (в сплошной среде около зерна). Известным исключением из этого правила являются стационарные каталитические процессы с постоянным Источником или Стоком переносимого вещества. [c.871]

Рис. 5.1.1. Изменение концентраций компонента в периодическом процессе массообмена двух фаз и движущие силы массообменного процесса, рассчитанные по концентрациям в одной (Ау) и в другой (Ах) фазе

Массообмен Теплообмен Физические переменные Время пребывания Характер движения Периодического действия-—-проточный Адиабатический — изотермический Постоянный объем"— постоянное давление Единичный выход — экспонентное распределение Неустановившееся"— стационарное [c.99]

Экстракторы непрерывного действия по сравнению с периодическими и полупериодическими кроме общеизвестных преимуществ, любого непрерывного процесса перед периодическим (полное исключение затрат ручного труда, возможность автоматизации процесса, создание единичного аппарата большой производительности, равномерность потребления энергии и сырья и др.) имеют и такое важное преимущество, как улучшение массообменных характеристик процесса и, в частности, увеличение коэффициента массоотдачи от поверхности частиц к экстрагенту.. Однако аппараты непрерывного действия имеют и ряд недостатков, главные из которых состоят в продольном перемешивании экстрагента и твердых частиц, значительном разрушении последних, неравномерности протекания процесса. [c.193]

Массообмен при экстрагировании растворимых веществ из частиц растительного сырья в периодическом процессе изучался [c.227]

Способы проведения процессов массопереноса отличаются друг от друга условиями взаимодействия фаз и направлением их относительного движения. Различают однократное, непрерывное и ступенчатое взаимодействие фаз. При однократном взаимодействии фазы смешиваются, а затем разделяются по завершении процесса массопереноса. Этот способ характерен для периодических процессов, в которых перерабатываются относительно небольшие количества смесей. В непрерывных процессах массообмен осуществляется при постоянном движении фаз или в многоступенчатой установке, в каждой ступени которой фазы взаимодействуют друг с другом, а по выходе из ступени — разделяются. В обоих случаях эффективность массообмена определяется направлением относительного движения фаз и структурой их потоков. По направлению относительного движения фаз, как и в процессах теплообмена, различают противоток, прямоток, перекрестный и смешанный ток. Некоторые процессы массопереноса проводятся, кроме того, при движении одной фазы через неподвижный слой другой фазы. [c.443]

Как при непрерывном, так и при периодическом проведении процесса наиболее интенсивное поглощение происходит в небольшом по высоте слое адсорбента. В связи с этим для более полного использования адсорбента и повышения эффективности процесса разделения применяют многосекционные противоточные адсорберы с псевдоожиженным слоем адсорбента в каждой секции. Расчет такого адсорбера сводится к рассмотренному выше расчету противоточного массообменного каскада. Минимальный расход адсорбента /-мин определяется из соотношения [c.519]

В приведенных выше примерах следует совместно рассматривать перенос вещества и тепла. Строго говоря, не сущест ет полной аналогии в переносе вещества и тепла от слоя к стенке или от ожижающего агента к твердым частицам При массообмене твердые частицы инертны и лишь способстеуют турбулизации, периодически разрушая пограничную пленку при теплообмене они сами переносят тепло от горячих вон к более холодным. Однако время контакта между твердой частицей и стенкой (или между частицами) и время пребывания частицы в пограничной пленке около теплообменной поверхности, по-видимому, столь мало, что в большинстее случаев не наблюдается существенных отклонений от рассматриваемой аналогии . Поэтому в ходе дальнейшего изложения мы используем опытные данные по теплообмену применительно к переносу массы. [c.377]

Теплообменная аппаратура в процессе эксплуатации под действием оборотной воды подвергается не только коррозионному разрушению, приводящему к уменьшению толщины стенки теплопередающей поверхности, но и обрастанию, как биологическому, так и за счет отложений продуктов коррозии и карбонатов кальция и магния, содержащихся в циркулирующей воде. Как коррозия, так и отложения наиболее сильно сказываются на работе трубных пучков кожухотрубчатых теплообменников. Нормальная эксплуатация кожухотрубчатых аппаратов требует периодической очистки внутренних поверхностей трубок от отложений, ухудшающих теплопередачу и уменьшающих сечение охлаждающего потока. Очистку проводят механически (ершами) через каждые 6 мес эксплуатации. Разрушения от коррозии, истирание и механические воздействия при чистке нередко приводят к перфорации трубок. Дефектные трубки изолируют заглушками. Пучок требует полной замены, когда заглушено более 20 % трубок. Срок службы трубных пучков значительно ниже срока службы сосудов и массообменных аппаратов (20 лет) и срока службы трубопроводов (10 лет) и при использовании углеродистой стали и пресной оборотной водой не превышает 2,5 лет. Таким образом, затраты на капитальный ремонт конденсационно-холодильного оборудования на химических предприятиях составляют от 25 до 40 % затрат на ремонт основного оборудования. Следовательно, при выборе материала для трубных пучков конденсаторов-теплообменников небходимр учитывать качество охлаждающей воды и сопоставлять стоимость конструкционного материала с расходами на очистку воды и капитальный ремонт теплообменников. В табл. 2.5 [101 указаны сплавы меди, рекомендуемые для изготовления теплообменной аппаратуры в зависимости от качества охлаждающей воды. [c.32]

При изучении динамики адсорбции в таких аппаратах, когда ожижающим агентом служила паро-газовая смесь, установлено 66], что время защитного действия псевдоожиженного слоя периодического действия практически равно пулю. Коэффициент перемешивания частиц в пссвдоожнженном слое, создаваемом газовым потоком, сильно отличается от соответствующего коэффициента в системе жидкость — твердое тело [41]. Хорошее перемешивание твердой фазы в этом случае приводит к тому, что частицы находятся примерно одинаковое время в лю-йом участке реактора. Если стадией, определяющей процесс, является внешний перенос массы, то массообмен в такой системе закапчивается на небольшой высоте (примерно 5— 10 диаметров зерна) от газораспределительной решетки. При адсорбции газов и паров характерны резкий экспоненциальный профиль распределения концентрации вещества по высоте слоя и постоянство величины адсорбции во всех точках слоя. Следствием этого и являются пренебрежимо малая потеря времени защитного действия слоя и линейиая зависимость величины /пр от 1в в системе газ — твердое тело. [c.138]

Основные исследования коэффициентов массопередачи в системе жидкость—жидкость многими учеными сначала проводились в так называемых диффузионных ячейках [12, 27, 77], где точно определена межфазная поверхность процесса и относительная скорость движения обеих фаз. На рпс. 1-13 представлен такой аппарат Левп [42]. Поверхность раздела фаз имеет форму кольца и расположена между перегородками 9 и 10. У каждой мешалки свой привод, поэтому можно регулировать турбулентность в обеих фазах. Массообмен может осуществляться в неустановившемся, периодическом процессе или, в случае течения двух фаз, в непрерывном процессе. [c.326]

Суспензионная полимеризация ВХ осуществляется в каплях мономера, диспергированного в воде в присутствии высокомолекулярных эмульгаторов. При количественном описании процессов суспензионной полимеризации обычно принимают, что полимеризация в суспензионных частицах благодаря их большому размеру протекает независимо микроблочное приближение) и имеет те же кинетические закономерности, что и полимеризация в массе [21]. Предположение о независимом протекании полимеризации в суспензионных частицах является оправданным, если частицы имеют одинаковую концентрацию компонентов (мономера, инициатора и др.), так что отсутствует массообмен между частицами через водную фазу. Такой подход справедлив при математическом моделировании процессов суспензионной полимеризации в реакторах смешения периодического действия. [c.63]

Конструкции устройств для массообмена газов и жидкостей с твердыми телами типизировать сложно, поскольку они в значительной мере зависят от размеров, формы, физико-химических свойств самих твердьк тел, их концентрации в сплошной среде, а также принятого способа контакта (в неподвижном, движущемся или псевдоожиженном слое, в потоке сплошной среды и т.д.). При этом твердая фаза нередко выполняет роль насадки, но не инертной (как в насадочном аппарате), а активной, участвующей в массообмене. На рис. 10.3,с) в качестве примера приведены контактные устройства для прямотока фаз (например, пневмо- или гидротранспорта), противотока фаз (пример — движущийся слой), перекрестного тока (аэрожелоб, в котором псевдоожиженный твердый материал, пронизываемый газовым потоком, перемещается под уклон), аппараты периодического (4) и полунепрерьшного ( ) процессов (например, для экстрагирования ценного компонента из твердого материала). [c.748]

Системы, принадлежащие к этому классу, содержат по два компонента в каждой фазе, причем лищь один из этих компонентов переходит из одной фазы в другую. Этот компонент называют веществом В или переходящим компонентом ПК. Остальные компоненты из фазы в фазу не переходят, они являются носителями вещества и в смысле массообмена — инертами ( ин. ). Количества (в периодических процессах) и потоки (в непрерывных) инертов остаются неизменными в ходе массообменного процесса. Именно поэтому концентрации ПК здесь удобно выражать в относительных единицах, приходящихся, например, на 1 кг того или другого инерта. И на осях концентрационных диаграмм откладываются относительные концентрации например, в случае абсорбции у кг 1 К)/ кг инерта-газа), х кг ПК)/(л г инерта-жидкости). Естественно, фазовая диаграмма здесь является полуоткрытой. [c.766]

В разд. 10.1 были выделены массообменные процессы, проводимые в периодическом и полунепрерывном режимах. В первом случае в аппарат загружаются определенные количества фаз с начальными концентрациями и Ун, причем эти исходные концентрации — неравновесны. В результате во времени т происходит изменение концентрации вещества в обеих фазах, и по истечении определенного промежутка времени Хк фазы вьпру-жаются из аппарата с конечными концентрациями и В случае полунепрерывного процесса (его иногда называют дифференциальным ) одна из фаз (например, х ) загружается в аппарат и пребывает гам в ходе всего процесса концентрация вещества в этой фазе изменяется от Хц до А вторая (здесь — фаза у ) непрерьшно подается в аппарат с неизменной концентрацией Ун и непрерывно выводится из него с переменной во времени (вследствие протекающего массообмена с фазой х , в которой концентрация х = var) выходной концентрацией Ук. [c.862]

Технологическая схема периодического процесса. Схема показана на рис. 12.12. В дистилляционный куб 1 с теплообменным устройством (кипятильником) заливается исходная бинарная смесь в количестве молей с начальной концентрацией НКК Хн при температуре о. Через теплообменную поверхность подводится теплота Сначала жидкость, как видйо из рис. 12.13, нагревается до начальной температуры кипения (стадия нагрева без изменения агрегатного состояния), а затем происходит испарение части жидкости с понижением в ней концентрации НКК и повышением температуры кипения (стадия дистилляции). Образующиеся пары отводятся из дистилляционного куба немедленно — в момент их образования. Пары поступают в конденсатор-холодильник 2, после которого в виде жидкого дистиллята собираются в приемнике 3. В конце стадии дистилляции количество оставшейся в кубе жидкости равно Ьк, концентрация НКК в ней — х , а конечная температура кипения — 4 концентрация НКК в дистилляте составляет Хд, а количество последнего — П. Постепенному изменению концентрации НКК X в кубовой жидкости сопутствует изменение его концентрации у в паровой фазе. Идеализируя процесс дистилляции, будем считать, что в каждый момент стадии дистилляции текущие концентрации НКК в жцдкой и паровой фазах равновесны. Такое допущение отвечает медленной дистилляции или очень большой поверхности контакта паровой и жидкой фаз — тогда успевает установиться межфазное равновесие, и массообмен происходит в условиях потоковой задачи. [c.990]

В промышленной практике подвергают изомеризации жидкий пинен. Реакцию ведут в аппаратах периодического действия (изомеризаторах) при непрерывном размешивании. По окончании реакции изомеризат отделяют от катализатора и направляют на дальнейшую переработку, а изомеризатор загружают свежим пиненом. Катализатор используют многократно. Параметры технологического процесса количество и свойства катализатора, температура реакции и массообмен, а следовательно и продолжительность процесса, могут быть самые разнообразные. Однако эти параметры должны обеспечивать получение изомеризатов, богатых камфеном, содержащих возможно меньшее количество фенхенов и несодержащих непрореагировавшего пинена. Последнее требование вызвано тем, что дальнейшая переработка изомеризатов, имеющих даже небольшую примесь пинена, осложняется, а качество полученных из них камфена и камфары значительно ухудшается. [c.57]

Из приведенных в табл. 25 данных следует, что гидролиз борнильных и изоборнильных эфиров в условия.х высокой турбулентности с целью сокращения продолжительности реакции вполне обоснован. Достигнутая Корото-вым и Выродовым продолжительность реакции около 100 с [39] для гидролиза изоборнилформиата на 99,9% примерно в 200 раз меньше продолжительности процесса в периодически действующих автоклавах, но в 1№ раз больше продолжительности реакции в гомогенной среде при тех же температурных условиях. Это понятно, если принять во внимание, что даже самый интенсивный массообмен и диспергирование веществ в гетерогенной среде ие превращают ее в гомогенную. В соответствии с этим реакция в условиях вы-сокой турбулентности продолжает протекать на поверхности раздела фаз, правда, значительно увеличенной по сравнению с той, которая получается по существующему процессу. Тем ие менее достигнутая скорость реакции в прямом турбулентном потоке позволила разработать непрерывный, высокопроизводительный процесс гидролиза изоборнилформиата. [c.100]

ПИЮ однородных во всем объеме кристаллов. Чаще всего проявляются периодические, следующие через несколько суток наруще-иия режима, которые фиксируются синхронно во всех секторах кристаллов, расположенных в различных областях камеры роста, в виде ритмично-зональных слоевых линий. В синтетическом кварце изменения плотности дымчатой окраски от слоя к слою (и, соответственно, градиент концентрации примеси) происходят обычно скачкообразно, причем контраст значительно усиливается после термообработки препаратов. Диффузные переходы от слоя к слою характерны для крупных природных кристаллов. Помимо ритмично-зональных текстур прослеживается постепенное снижение концентрации примесей по направлению от затравки к поверхности кристалла, что можно объяснить торможением роста в заключительные стадии кристаллизации, когда уже израсходована больщая часть щихтового питательного материала и в связи с этим снижается массообмен. [c.45]

Периодический режим. При периодическом режиме в кристаллизатор первоначально загружают оиределениое количество исходной смеси, которая далее постепенно охлаждается. Образующаяся при этом кристаллическая фаза выводится из кристаллизатора, или же находится в таком состоянии, что практически не участвует в дальнейшем массообмене. [c.63]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология