Массообмен, сопротивление в жидкой и газовой фазах

Исследования гидродинамики пленочных колонн дают возможность сделать важный вывод о весьма слабом гидродинамическом взаимодействии между газовой и жидкой фазами вплоть до нагрузок, соответствующих 80—90% нагрузок предела захлебывания. Это позволяет рассматривать массообмен в пленочных колоннах на основе принципа аддитивности диффузионных сопротивлений в газовой и жидкой фазах. [c.78]

Сопротивление массообмену 1 — в газовой фазе С0 2 — в жидкой фазе С З — полное ( g С у [c.298]

Массообмен изучался в условиях десорбции СОг из воды в воздух (основное диффузионное сопротивление массообмену сосредоточено в жидкой фазе), абсорбции NHз водой из газо-воздушной смеси (сопротивление массообмену сосредоточено в газовой фазе), абсорбции ЗОг водой из газо-воздушной смеси (диффузионное сопротивление массообмену соизмеримо по фазам). [c.45]

В пределах области устойчивой работы большинства переливных тарелок характер изменения их эффективности в процессах абсорбции сушественно зависит от растворимости газа в жидкости [62]. Для хорошо растворимых газов, когда основное сопротивление массообмену определяется сопротивлением газовой фазы, с увеличением расхода газа эффективность тарелки непрерывно повышается и, следовательно, оптимальный режим работы подобных аппаратов соответствует максимально допустимой скорости газа. Для плохо растворимых газов, когда основное сопротивление массообмену определяется сопротивлением жидкой фазы, кривая зависимости эффективности тарелок от скорости газа, в пределах области устойчивой работы имеет максимум и минимум, которые отвечают различным гидродинамическим режимам движения жидкости и газа на тарелке. Подобная картина изменения эффективности тарелок в случае плохо растворимых газов характерна не только для переливных тарелок, но и для многих других контактных устройств (см. гл. IV и У). В тарельчатом аппарате кривая изменения общей эффективности извлечения компонентов, очевидно, не будет иметь таких резких колебаний, и поэтому оптимальный режим работы колонны будет определяться также максимально допустимыми нагрузками.по газу. [c.115]

Аналогичная обработка была проведена для абсорбции аммиака водой и десорбции углекислоты из воды. В опытах по абсорбции аммиака водой зафиксировано некоторое сопротивление массообмену со стороны жидкой фазы. В опытах по десорбции углекислоты обнаружено весьма незначительное сопротивление массообмену со стороны газовой фазы. [c.103]

Изменение ВЭТТ с увеличением количества неподвижной жидкой фазы на полимерных сорбентах носит сложный характер (рис. 13), что связано с комплексным характером процессов взаимодействия сорбат—модифицированный сорбент, определяющих газохроматографическое разделение на модифицированных сорбентах [62, 66]. На полимерном сорбенте, модифицированном неподвижными жидкими фазами (газо-жидкостной вариант), к таким факторам, как молекулярная и вихревая диффузия и массообмен в газовой фазе, определяющим размывание хроматографических полос, добавляется сопротивление массопередачи в жидкой фазе, неравномерность пленки фазы, адсорбция на границах раздела газ—жидкая фаза и жидкая фаза — твердый носитель. [c.77]

При исследовании массопередачи изучали массообмен, лимитируемый сопротивлением жидкой и газовой фаз. Массопередачу в жидкой фазе изучали и рассматривали на примере десорбции двуокиси углерода, а в газовой — на примере десорбции аммиака из их водных растворов воздухом. При обработке опытных данных величину движущей силы определяли, исходя из условий отсутствия перемешивания жидкости на тарелке [8]. [c.50]

Разработан метод кинетического расчета массообменных аппаратов для хемосорбционного разделения газов. Метод основан на использовании теоретического значения ускорения массопередачи за счет протекания химической реакции. Метод учитывает принципиальную особенность хемосорбционных процессов изменение кинетических закономерностей в жидкой фазе, движущей силы процесса, коэффициентов массопередачи, соотношения фазовых сопротивлений по высоте аппарата. Учтена специфика влияния реальной структуры потоков газа и жидкости на эффективность хемосорбционных процессов. По предложенной методике коэффициент извлечения передаваемого компонента, степень насыщения хемосорбента и характер распределения концентраций по высоте аппарата определяются при необратимой хемосорбции в зависимости от следующих безразмерных параметров кинетических, стехиометрического, диффузионного и гидродинамических (числа Боденштейна для жидкой и газовой фазы). В общем виде процесс описывается системой нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка. [c.224]

Если применительно к жидкой фазе указанный метод может быть реализован без особых затруднений с использованием классической системы СО —HjO, у которой около 99% всего диффузионного сопротивления массообмену сосредоточено в жидкой фазе [2], то применительно к газовой фазе такую систему подобрать труднее. Даже при абсорбции аммиака водой, как было показано рядом исследователей, в некоторых случаях до 40% полного диффузионного сопротивления сосредоточено в жидкой фазе, что вынудило некоторых авторов проводить изучение массообмена в газовой фазе на процессах абсорбции паров воды [3] или хемосорбции аммиака неорганическими кислотами 4], а также в условиях испарения чистых жидкостей в токе инертного газа. [c.81]

С целью определения влияния параметров колонки и условий опыта уравнение (V. 2) часто решают графически. Величина (А + -Ь В/и) характеризует размывание пика, обусловленное множественностью газовых путей и молекулярной диффузией в газовой фазе, в то время как член iu характеризует размывание пика в результате сопротивления массообмену в жидкой фазе. Очевидно, что желательно уменьшить Н путем уменьшения до минимума множителей, содержащихся в А, В ш i. [c.110]

Сопротивление массообмену в газовой фазе Сд состоит их двух слагаемых С -Ь Сз). Первое слагаемое пропорционально dl/Dg — отношению квадрата среднего пути, проходимого парами пробы до эффективного столкновения с жидкой фазой), к коэффициенту диффузии. Зависимость от удерживания определяется отношением к /(1 + ку, которое изменяется от О до 1 с увеличением к, как показывает кривая для колонки с высоким показателем р на рис. П-9. Второе слагаемое Сз — величина, характеризующая распределение скорости и вместе с членом А определяющая минимальное значение Н, возможное при к = 0. [c.58]

В одной из первых работке по математическому моделированию хроматографических колонн коэффициент сопротивления массообмену представляли в виде двух составляющих (одна обусловлена сопротивлением в газовой, другая — в жидкой фазах), равновесные концентрации принимали устанавливающимися на границе раздела фаз. С учетом перепада давления по колонне уравнение (36) принимает вид [c.45]

Пример 8.2. В массообменном аппарате, работающем под давлением Рабс = 3,1 кгс/см , коэффициенты массоотдачи имеют следующие значения = 1,07 кмоль/[м2-ч (Лг/=1)] == = 22 кмоль/[м -ч (Дх == )]. Равновесные составы газовой и жидкой фаз характеризуются законом Генри р = 0,08-10 х. Определить а) коэффициенты массопередачи Ку и Кх, б) во сколько раз диффузионное сопротивление жидкой фазы отличается от диффузионного сопротивления газовой фазы. [c.164]

При абсорбции трудно растворимых газов основное сопротивление процессу массопередачи приходится на жидкую фазу, а хорошо растворимых газов — на газовую фазу. Поэтому часто при обработке данных по массообмену при абсорбции критерий Нуссельта выражают через общий коэффициент массообмена. [c.45]

Следует заметить, что представленные в таблице коэффициенты определены по составу газовой фазы даже в случае, когда сопротивление массообмену сосредоточено главным образом в жидкой фазе. Таким образом, правильнее рмссматривать каждый из указанных коэффициентов как произведение коэффициента массопередачи для жидкой фазы на постоянную закона Генри, т. е. К1аН. Величины /( а нельзя найти из этих данных, если константа Н для химически активного раствора оценена ненадежно. Отметим также, что даже очень сильно щелочные растворы оказывают заметное сопротивление растворению СО2. Несмотря на очень быстрое взаимодействие, при котором происходит химическое связывание свободного диоксида углерода, имеется, тем не менее, весьма существенное сопротивление, препятствующее переходу СО2 в раствор большая часть сопротивления сосредоточена в жидкой фазе. Сказанное означает, что реакция должна протекать с конечной скоростью в значительном объеме жидкости, а не на самой границе раздела фаз. В самом сильном из этих растворов время полураспада, т. е. уменьшения наполовину концентрации растворенных молекул СОз крайне мало, а скорость взаимодействия, приходящаяся на единицу объема жидкости, так велика, что, если бы реагировала вся жидкость, то скорость поглощения СОз во много раз превышала бы скорость абсорбции. Даже в таком случае скорость абсорбции в 2н. растворе гидроксида калия не более чем на два порядка превышает скорость абсорбции [c.336]

Актуальность темы. Одним из основных и широко распространенных процессов химической технологии, в частности производстве хлорорганических продуктов, являются процессы массообмена между газовой и жидкой фазами, реализуемых в колонных аппаратах, оборудованных контактными устройствами, работоспособными в конкретных эксплуатационных условиях (обеспечивающих эффективный массообмен при высокой пропускной способности, низком гидравлическом сопротивлении и минимальной склонности к забивке загрязнениями, присутствующими в реальных технологических средах). [c.3]

Массообмен в аппаратах со стекающей пленкой. Интенсивность процесса теплообмена между газом и стекающей пленкой в общем случае зависит от диффузионных сопротивлений газовой и жидкой фаз. Общий коэффициент массопередачи при этом может быть вычислен по формуле К =-, где В и В. — [c.540]

До последнего времени процесс абсорбции объяснялся только с точки зрения пленочной теории, по которой предполагается наличие на поверхности раздела фаз двух пленок — газообразной и жидкой. Образующийся пограничный слой создает основное сопротивление прохождению газа из газовой смеси в жидкую фазу. Процесс абсорбции сводится, таким образом, к диффузии газа через газовую пленку, образованию раствора и диффузии раствора через жидкостную пленку. Однако при значительных скоростях протекания жидкости и газа массообмен обусловливается в основном не молекулярной диффузией через пленки, которая, конечно, имеет место, а конвективной диффузией. Подобное представление о характере процесса абсорбции позволяет исходить из общих уравнений массопередачи, что несколько упрощает расчет. [c.370]

К конструкциям массообменных аппаратов предъявляются следующие основные требования дешевизна, простота в обслуживании, высокая производительность, максимально развитая поверхность контакта между фазами и эффективность передачи массы вещества из одной фазы в другую, устойчивость режима в широком диапазоне нагрузок, максимальная пропускная способность по паровой (газовой) и жидкой фазе, минимальное гидравлическое сопротивление, прочность конструкции и долговечность. [c.112]

Анализ различных способов контакта газов с жидкостью показывает, что резко интенсифицировать тепло- и массообмен между ними возможно за счет трех факторов увеличения межфазной поверхности, повышения турбулентности, способствующей снижению диффузионных сопротивлений, и при непрерывном обновлении контакта газовой и жидкой фаз. Наибольшая интенсивность процесса может быть достигнута в том случае, когда используются все три указанных фактора. С этой точки зрения одной из перспективных контактных камер для газовых водонагревателей следует считать контактную камеру пенного типа (рис. 55). [c.195]

При массообмене между жидкостью и газом через поверхность раздела фаз общее сопротивление массопередаче складывается из сопротивления массопередаче в газовой и жидкой фазах изменение рабочих и равновесных концентраций представлено на рис. 14. [c.43]

При изучении процесса хлорирования толуола в барботаж-ной колонне в присутствии РеСЬ показано, что абсорбция хлора толуолом лимитируется на 60% сопротивления газовой фазы. Согласно модели, описывающей процесс, первая стадия хлорирования происходит в переходном режиме от диффузионной к кинетической области. Суммарный процесс мало зависит от скорости реакции в жидкой фазе вследствие преобладания сопротивления в газовой фазе [288J. Определены гидродинамические и массообменные параметры для системы хлор — толуол в барботажном реакторе. [c.153]

Ими показано, что при близком к захлебыванию режиме подвисания в аппарате создаются наиболее благоприятные условия массонередачи между жидкой и газовой фазой вследствие возрастания толщины жидкостной пленки на кольцах насадки, увеличения степени их смоченности и более равномерного распределения жидкости, а также вследствие изменения других условий, способствующих интенсивному массообмену (увеличение скорости газа, падение диффузионного сопротивления граничащего с газом слоя жидкостной пленки, возникновение волн и вихрей на ее поверхности и др.). [c.18]

Следует указать, что невозможно достаточно полно описать основные закономерности процесса разделения в насадочной колонне, если оперировать только такими величинами, как высота, эквивалентная т еоретической ступени или единице переноса. Зицман [159] показал, что массообмен в насадочной колонне протекает тем интенсивнее, чем легче проникают компоненты из ядра одной фазы к границе раздела жидкость — газ и оттуда далее в ядро другой фазы. Поэтому необходимо принять во внимание два диффузионных сопротивления, а именно при массопере-носе внутри паровой фазы и при массопереносе внутри жидкой фазы. Диффузионные сопротивления зависят от среднего пути переносимого вещества в соответствующей фазе, от степени перемешивания фазы в точках контакта между насадочными телами, от турбулентных завихрений и других факторов, которые уже были обсуждены в разд. 4.2. Соотношение между диффузионными сопротивлениями в газовой и жидкой фазах, экспериментально измеренные Зицманом для семи различных типов насадки, указаны в табл. 17. Из данных табл. 17 следует вывод, что вклад диффузионного сопротивления газовой фазы в общее сопротивление массопереносу при ректификации может составлять от 9 до 96%. [c.119]

Массообмен осуществляется путем молекулярной, турбулентной и конвективной диффузии, из которых наиболее медленной является первая. Основное сопротивление массообмена происходит в пограничных слоях у границы раздела фаз. Увеличение массообмена может быть достигнуто повышением относительных скоростей фаз, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя, росту турбулентной и конвективной составляющих переноса вещества, увеличению поверхности контакта взаимодействующих фаз и движущей силы процесса, например, путем повышения коэффициента про-тивоточности или изменения рабочих условий — температуры, давления. Различают два варианта массообмена односторонний (например, при абсорбции компоненты из газовой фазы переходят в жидкую) и двухсторонний (при ректификации). [c.108]

Псевдоожиженный слой. Специальный метод организации контакта дисперсной твердой фазы с газовой или жидкой фазами—метод псевдоожиженного слоя получил распространение для ряда технологических процессов в химической и смежных отраслях промышленности. Такой способ имеет определенные преимущества по сравнению с методами неподвижного или движущегося слоев дисперсного материала сравнительно простая техника непрерывной выгрузки дисперсного материала из рабочей зоны, возможность повышать производительность аппарата по сплошной фазе без увеличения гидродинамического сопротивления, равномерное распределение температуры в объеме псевдоожиженного слоя, что существенно при проведении экзотермических процессов и т. п. Методу псевдоожиженного слоя присущи и некоторые недостатки. Так, интенсивное перемешивание приводит к выравниванию концентраций и снижению интенсивности массообменного процесса в псевдоожи-женном слое по сравнению с неподвижным движущимся слоем. Псевдоожиженные частицы при их энергичном циркуляционном движении в объеме псевдоожиженного слоя могут заметно истираться. В наиболее распространенном случае псевдоожи-жения газовым потоком равномерная структура слоя практически не наблюдается никстда. Твердые частицы проявляют склонность к образованию агрегатов, а газовая фаза образует пузыри, которые поднимаются вверх по слою. Одновременно с циркуляционным движением частицы совершают случайные перемещения. [c.75]

Предварительно задаваясь рабочей скоростью газа Шг в пределах от 0,7 до 2 м/с, определяют по прафикам рис. 1У.6, 1У.7 значения Ь и Нк. При выборе Шт необходимо учитывать, что эта. величина должна находиться в пределах наиболее эффективного струйного режима и не должна быть более 90% от скорости при захлебывании. При гиг=1,6- 2 м/с приходится уве-л ичивать /1 , но значение ВЭТС получается меньшим. Съем продукта с единицы объема при этом может как возрастать, так и убывать, в зависимости от выбранных нагрузок и того, в жидкой или газовой фазе сосредоточено основное сопротивление массообмену. В первом случае следует выбирать меньшие значения /г (и, следовательно, меньшие а>г) и большие Ь, во втором — наоборот. [c.203]

Оптимальная высота слоя прогазованной жидкости (пены) а составляет, по данным М. Позина с сотрудниками [62], от 150 до 300 мм. При большей толщине слоя повышается гидравлическое сопротивление аппарата, а при меньшей — ухудшается массообмен. По данным А. Родионова [70] для процессов, лимитируемых сопротивлением жидкой фазы, увеличение слоя жидкости повышает эффективность работы тарелок, а для процессов, скорость которых определяется сопротивлением газовой фазы, более выгодно работать при минимальной высоте слоя жидкости на тарелке. [c.180]

До недавнего врел[ени вопрос о взаимосвязи тепловых эффектов с эффективностью процесса ректификации исследовался мало. Считали, что тепловые эффекты могут лишь изменять. да и то незначительно, соотношение потоков пара и жидкости Процесс ректификации относили к той же группе массообменных процессов, что и абсорбцию До сих пор рекомендуют эффективность процесса ректификации рассчитывать на основе данных, полученных для диффузионных сопротивлений в жидкой и газовой фазах при опытах по абсорбции. [c.54]

Поступательное перемещение потока и беспорядочное тепловое движение приводят к тому, что каждая молекула газа или жидкости проводит примерно равное время в каждом элементе площади сечения трубки, передвигаясь вдоль нее со средней скоростью потока. При наличии на стенках трубки неподвижного слоя, например жидкой фазы, избирательно сорбирующей молекулы данного типа, все такие молекулы будут проводить примерно одинаковую долю времени в неподвижном слое. Если начальный участок трубки, заполненный сорбирующимся газом, имеет небольшую длину, т. е. сорбирующийся газ вводится в поток в виде газового поршня , то средняя скорость его перемещения будет меньшей, чем скорость газа-носителя. В то же время отдельные молекулы движущегося газа могут колебаться около центра распределения, перемещающегося со средней скоростью потока. Вследствие того, что отдельные молекулы могут проводить разное время в участках потока, имеющих различные скорости, т. е. опережать или отставать от основной массы сорбирующегося газа, первоначальная ширина введенной зоны будет увеличиваться. Такой процесс называется динамической диффузией. Помимо этого имеет место увеличение ширины зоны под действием процесса статической диффузии, протекающего независимо от того, находится ли зона в движении или нет. Дополнительное увеличение ширины зоны связано с тем, что для установления равновесия между газом-носителем и сорбционным слоем необходимо некоторое время, т. е, с наличием определенного сопротивления массообмену. [c.27]

Использование энергии газового потока для эжектиро-вания жидкости. Ряд химических и массообменных процессов, лимитируемых диффузионным сопротивлением в жидкой фазе, может быть интенсифицирован путем увеличения времени пребывания жидкости в ступени контакта и времени контактирования ее с газом. Одним из путей [c.137]

В массообменных аппаратах прямоточного типа можно создать условия для вращения не только газовой, но и жвдкой фазы. Это целесообразно в тех случаях, 1Иопда сопротивление (массопередаче определяется жидкой фазой. Известны исследования влияния на процесс массопередачи двух видов движения жидкостной пленки поступательного и вращательного. Движение пленки по внутренней поверхности цилиндра сопровождается волнообразованием на ёе поверхности. Амплитуда и регулярность образования волн характеризуют пов ерхность массообм ена и гидравлическое сопротивление потока. [c.112]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология