Массообмен распределение вещества в фазах

Массообмен — диффузионный процесс переноса распределенного вещества из одной фазы в другую через разделяющую их границу или внутри одной фазы в неоднородном поле концентраций. Движущей силой служат градиенты концентраций, парциальных давлений, химических потенциалов или температур (при термодиффузии). [c.24]

Обозначим концентрации передающегося вещества в фаае С через г/н на входе и Ук на выходе этой фазы, а концентрации в фазе Ь соответственно Хв и Хк- Отметим, что концентрации х и у относительные, т. е. выражают количество распределенного вещества, приходящегося на единицу инертного (не участвующего в массообмене) вещества в соответствующей фазе, например кГ/кГ при этом абсолютные количества инертного вещества в каждой из фаз С и не будут изменяться при движении фаз через аппарат. [c.17]

Процесс непрерывного противоточного извлечения в колонке весьма близок по своему характеру к процессу ректификации (см. гл. VH). В обоих процессах происходит непрерывное обогащение одной из фаз, движущихся по принципу противотока навстречу друг другу. На каждом сечении колонки происходит массообмен между фазами, определяемый законами фазового равновесия, в данном случае законом распределения вещества между двумя жидкостями. [c.110]

В обоих процессах происходит непрерывное обогащение одной из фаз, движущихся по принципу противотока навстречу друг другу. На каждом сечении колонки происходит массообмен между фазами, определяемый законами фазового равновесия, в данном случае законом распределения вещества между двумя жидкостями. [c.151]

Например, в смесях, состоящих из воздуха и аммиака или воды и аммиачной селитры (раствор селитры в воде), носителями являются воздух и вода, а распределенным веществом — аммиак или селитра. В промышленности массообмен используется в процессах абсорбции, адсорбции, ректификации, экстрагирования, кристаллизации и сушки. Носители могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Как видно из сказанного, в процессах массообмена имеются некоторые смеси газов, жидко Стей или твердых веществ, из которых можно извлечь распределенное вещество путем перевода его в другую фазу. [c.215]

Подобные соотношения нужно ожидать при распределении вещества между любыми двумя фазами. Массообмен веществ при всех способах распределения возможен только на поверхности раздела фаз. Чтобы ускорить установление равновесия, необходимо по возможности увеличить поверхность соприкосновения фаз. Жидкости для этого встряхивают или смешивают продавливанием через пористые фильтры. Твердые вещества перед экстракцией тонко измельчают. Тем не менее во многих случаях, особенно если в распределении участвует твердая фаза, равновесное состояние так и не достигается. [c.87]

Жидкостная экстракция относится к массообменным процессам, основой которых является переход вещества из одной фазы в другую. Этот переход обусловлен стремлением системы к физико-химическому равновесию фаз и характеризуется равновесным распределением вещества в фазах, рабочими условиями процесса и скоростью приближения системы к равновесию. [c.3]

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]

Изменение температуры в ходе любого хроматографического разделения приводит к изменению разделения центров зон и ширины каждой из зон. Влияние изменения температуры на параметры процесса сложно оно вызывает изменение коэффициентов распределения и продольной диффузии, а также изменение массопереноса. Обычно с повышением температуры уменьшается время удерживания, разделение зон и размывание зон. Время удерживания уменьшается с повышением температуры, так как уменьшается время пребывания вещества в неподвижной жидкой фазе. Как следствие этого ухудшается разделение центров зон. Влияние температуры на ширину зоны противоположно влиянию скорости перемещения элюента на ВЭТТ. С повышением скорости уменьшается продольная диффузия и возрастает член в уравнении Ван-Деемтера, связанный с массообменом. Повышение температуры вызывает увеличение подвижности вещества и, таким образом, приводит к возрастанию диффузии и уменьшению сопротивления массообмену. При понижении температуры разделение обычно улучшается, поскольку при этом увеличение расстояния между центрами зон преобладает над увеличением ширины пиков. [c.53]

Математическая модель многоступенчатого противоточного смесительно-отстойного экстрактора для случая, когда распределяемый компонент переходит из тяжелой фазы в легкую, а дисперсной является тяжелая фаза, рассмотрена в работе [104]. При выводе модели были сделаны следующие допущения массообменом между фазами в зоне отстаивания можно пренебречь капли дисперсной фазы имеют одинаковый радиус во всем объеме смесительной камеры концентрация экстрагируемого вещества в легкой фазе зависит от времени и не зависит от координат коэффициент распределения и время контакта фаз в каждой ступени постоянны. [c.172]

Уравнения (13) и (14) учитывают перенос вещества из элементарного объема неподвижной жидкости только за счет молекулярной диффузии, что далеко не соответствует реальным объектам—реакционно-массообменным аппаратам, где одновременно протекают диффузия, конвекция и химическая реакция. Анализ таких сложных процессов проводят [116] с помощью наиболее простой и наглядной пленочной модели. Предположим, что для рассматриваемого случая десорбции имеются две стадии — конвективно-диффузионный перенос веществ В и О из жидкости к границе раздела фаз и аналогичный процесс переноса от границы раздела фаз в газовую смесь, содержащую в общем случае какой-то инертный газ. Распределение концентраций в таком процессе для компонента В показано на рис. 2. [c.22]

Рис. 11.8. Влияние осевого рассеяния в обеих фазах на распределение растворенного вещества по высоте противоточного массообменного аппарата. Кривые А относятся к поршневому или пробковому течению кривые В характеризуют осевое рассеяние в обоих потоках (схематично)

Изменение температуры в ходе любого хроматографического разделения приводит к изменению разделения центров зон и ширины каждой из зон. Влияние изменения температуры на параметры процесса сложно оно вызывает изменение коэффициентов распределения и продольной диффузии, а также изменение массопереноса. Обычно с повышением температуры уменьшается время удерживания, разделение зон и размывание зон. Время удерживания уменьшается с повышением температуры, так как уменьшается время пребывания вещества в неподвижной фазе. Как следствие этого ухудшается разделение центров зон. Влияние температуры на ширину зоны противоположно влиянию скорости перемещения элюента на ВЭТТ. С повышением скорости уменьшается продольная диффузия и возрастает член в уравнении ван-Димте-ра, связанный с массообменом [уравнение (1.32)]. Повышение температуры вызывает увеличение подвижности вещества и таким образом приводит к возрастанию диффузии и уменьшению сопротивления массообмену. При понижении температуры разделение обычно улучшается, поскольку при этом увеличение расстояния между центрами зон преобладает над увеличением ширины пиков. Следовательно, при выборе условий разделения предпочтение следует отдавать повышению температуры (а не времени разделения), причем целесообразно выбирать наиболее высокую температуру, обеспечивающую необходимое разделение. [c.36]

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]

Размывание хроматографической зоны, связанное с межфазным массообменом, обусловлено двумя факторами внешнедиффузионным и внутридиффузионным. На внешнедиффузионной стадии массообмена молекулы элюируемого вещества, двигаясь случайным образом, достигают стенок каналов подвижной фазы в разные моменты времени в соответствии с некоторой функцией распределения, что приводит к размыванию зоны в продольном направлении. На время внутридиффузионной стадии молекулы хроматографируемого вещества выходят из потока растворителя. Возвращение в него, так же как и выход, имеет некоторое распределение по времени, что, в свою очередь, приводит к дополнительному размыванию зоны. [c.40]

Рассмотрим ограничения, накладываемые на вьшолнение формулы аддитивности, более подробно. Вьшолнение условия равновесия (4.5) на границе раздела фаз у большинства исследователей не вызывает сомнения, поскольку процессы, протекающие на поверхности раздела фаз при физической абсорбции и экстракции — сольватация, десольватация, изомеризация и т. п., имеют скорости, значительно превышающие скорость массообмена. Однако в ряде работ по массообмену в аппаратах с плоской границей раздела фаз и с механическим перемешиванием в каждой из фаз авторы обнаружили отклонение от формулы аддитивности, обусловленное, как они предположили, поверхностным сопротивлением. В работе [221] приведен критический обзор основньгх исследований, в которых, по мнению авторов, было обнаружено поверхностное сопротивление в системах жидкость - жидкость. В этих работах частные коэффициенты массоотдачи определялись косвенным методом с погрешностью, большей чем отклонение от формулы аддитивности. Кроме того, в некоторых работах обнаружены методические ошибки. Для проверки формулы аддитивности требуются более точные методы определения частных коэффициентов массоотдачи (см. раздел 4.4). Поверхностное сопротивление массотеплообмена мало изучено. Одним из возможных механизмов является экранирование поверхности поверхностно-актив ными веществами (ПАВ) [222—224]. К обсуждению роли поверхностно го сопротивления мы будем возвращаться в последующем изложении При переменном коэффициенте распределения формула аддитивно сти фазовых сопротивлений, как выше указывалось, неприменима Однако в некоторых случаях, которые будут рассмотрены ниже, форму ла аддитивности в несколько модифицированном виде выполняется [225 ] Зависимость коэффициента распределения от концентрации в задан ном диапазоне ее изменения в большинстве случаев можно описать интерполяционной формулой [c.171]

В г.)1. 3 был рассмотрен ряд явлепип, связанных со смешением струй значительное внимание было также уделено массообмену через границу разде.-1а фаз и движущим силам для раз.ткчных типов переноса. Однако ра.ссма-тривались главным образом тепло-и массообмеи без химических реакций, т. е. при отсутствии источников илн стоков тепла и вещества, распределенных в среде. Рассмотрим теперь, как применить предложенные выше методы к расчету химических реакций, с тем чтобы определить длину факела Пламени и скорость сгорания твердых и жидких топлив. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология