Массообмен эффективность

В установку мембранного разделения газовых смесей кроме модулей входят компрессоры и системы предварительной подготовки исходной смеси. Группу модулей, включенных параллельно и связанных единым каркасом, можно рассматривать как мембранный разделительный аппарат. Более полное разделение смеси, предусматривающее извлечение нескольких компонентов или высокую степень чистоты целевого продукта, осуществляют в несколько стадий. Группа модулей, обеспечивающих частичное разделение смеси на одной стадии процесса, образует ступень разделения. Вся газоразделительная установка представляет собой каскад ступеней с достаточно разнообразными схемами циркуляции потоков. Методы расчета таких систем в принципе идентичны разработанным для других многостадийных массообменных процессов. Следует отметить, что оптимизация многостадийного процесса в целом и процесса разделения в отдельной ступени и модуле взаимосвязаны. При этом необходимо получить показатели, характеризующие массообменное и энергетическое совершенство и экономическую эффективность мембранного процесса, сопоставимые с аналогичными показателями при использовании альтернативных методов разделения (прежде всего низкотемпературной ректификации). [c.159]

Перенос воды в залежи, сушка и структурообразование формованной торфяной продукции, а также другие процессы в существенной мере предопределены явлениями массообмена в торфяных системах, от которых, в свою очередь, зависит интенсивность переноса влаги, эффективность той или иной схемы переработки влажного торфяного сырья. Кроме того, массообменные характеристики торфяного сырья различны не только для разных месторождений торфа, но и в пределах одного месторождения, что не позволяет обеспечивать необходимое качество продукции при использовании стандартного добывающего и перерабатывающего оборудования в различных регионах страны. Одним из направлений решения данной проблемы могут служить физико-химические методы активного воздействия на перенос влаги в торфяном сырье посредством направленного изменения процессов и явлений на границе раздела фаз. [c.74]

Изложенная выше схема расчета мембранного процесса разделения идеальногазовой бинарной смеси была использована для анализа влияния внешнедиффузионного сопротивления на массообменную эффективность этого процесса [43]. [c.154]

При установке нескольких сушильных камер в одном корпусе гидравлическое сопротивление аппарата несколько больше, чем при однокамерном исполнении. Однако в сушилках повышенной мощности тепло- и массообмен эффективнее при многокамерном (секционированный аппарат) варианте исполнения, чем в аппарате с одной большой камерой. Для улучшения гидродинамической обстановки следует использовать принцип продольного секционирования коаксиальными цилиндрами. [c.171]

Еще одно важное преимущество экстракторов с вибрирующими тарелками (по сравнению с остальными типами колонн с внешним подводом энергаи) — сочетание высокой производительности и массообменной эффективности. [c.1111]

Такая тарелка в опытных масштабах показала [ПО] малое гидравлическое сопротивление, сочетающееся с высокой массообменной эффективностью, что отвечает основным требованиям для тарелок вакуумных колонн [ПО]. [c.509]

Насадочные колонны для массообменных процессов между газом и жидкостью чаще всего работают в пленочном режиме. Максимальная межфазная поверхность в этом случае равна поверхности элементов насадки, однако в действительности она обычно меньше по следующим причинам. Во-первых, часть поверхности насадки может быть не смочена жидкостью. Во-вторых, часть жидкой фазы внутри насадки пребывает в аппарате длительное время и вследствие этого находится в равновесии с газом. Межфазную поверхность, образованную этой застойной жидкостью, называют статической. В процессах абсорбции, десорбции, ректификации она является неактивной эффективная удельная поверхность контакта фаз равна разности между смоченной и статической поверхностью насадки а = —Сст- [c.50]

В данной работе был проведен расчетный анализ работы вакуумного блока установки АВТ-2 одного из нефтеперерабатывающих заводов Башкирии. В качестве базового (варианта сравнения) был принят расчет аппарата, проведенный по действующим заводским данным. Он показал,что в настоящее время из-за низкой массообменной эффективности тарельчатых устройств и создаваемого ими высокого перепада давления в колонне нет возможности получения фракции тяжелого вакуумного газойля. Отбор вакуумного газойля при этом был на уровне 20,4 на мазут. [c.62]

Эффективность ступени по Мерфри представляет собой отношение изменения концентрации распределяемого компонента в одной из фаз на данной ступени массообменного аппарата к изменению концентрации в этой фазе, которое имело бы место, если бы конечная концентрация в ней соответствовала равновесию с конечной концентрацией в другой фазе. Так же, как коэффициенты массопередачи, общие высоты и числа единиц переноса, эффективность ступени по Мэрфри может выражаться для любой из фаз. Если использовать обозначения, приведенные на рис. П1.1, то эффективность по Мэрфри п-й ступени будет определяться следующими уравнениями [c.55]

Стремление уменьшить осевое перемешивание в крупномасштабных аппаратах привело к. попыткам иапользовать традиционные способы секционирования тарельчатых аппаратов, основанные на сепарации фаз под тарелкой [133]. Снова возродился интерес к распылительным колоннам, возможности которых значительно расширились за счет перехода к режимам с плотной упаковкой капель. Повышение массообменной эффективности в режимах плотной упаковки достигается с интенсивным предварительным диспергированием капель в подготовительной зоне экстрактора [134]. [c.132]

Рабочую высоту насадочных ректификационных колонн определяют методами, применяемыми для массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз [уравнения (III.32) и (III.33)1. Число тарелок в тарельчатых колоннах находят либо с помощью средней эффективности тарелки [уравнение (III.43) ], либо с помощью кинетической кривой, строящейся на основе эффективности тарелок по Мэрфри. Для определения средней эффективности колпачковых тарелок широко используют эмпирическую зависимость, график которой построен на рис. III. 14. Здесь на оси абсцисс отложено произведение средней вязкости жидкой фазы в колонне (в мПа-с) на относительную летучесть [c.63]

Связь между локальной эффективностью практической тарелки и определяюш ими переменными процесса, от которых зависит массопередача, устанавливается на основе уподобления взаимодействия контактирующих на тарелке фаз массообмену в насадочной колонне. [c.210]

Анализ соотношений для эксергетического к. п. д. и приведенных массообменных характеристик показывает, что эти величины оказываются функцией отношения (а не разности) давлений в напорном и дренажном каналах. Однако масштабный поток, согласно (7.59), непосредственно зависит именно от разности давлений (Р —Р"), коэффициента проницаемости и толщины диффузионного слоя мембраны. Следовательно, производительность мембранного модуля также окажется функцией этих характеристик мембраны и технологического режима. Повышение разности давлений при сохранении оптимального их отношения (е е ) позволит интенсифицировать мембранное разделение при сохранении максимума энергетической эффективности. Разумеется, этот путь интенсификации ограничен возрастающим негативным влиянием внешнедиффузионного сопротивления массообмену (см. гл. 4). Далее будет дана оценка потерь эксергии в результате этого влияния. [c.248]

Выбор массообменного аппарата. С разработкой и применением новых видов насадок и конструкций вспомогательных устройств существенно расширяется диапазон эффективной работы насадочных аппаратов. Поэтому при выборе типа массообменного аппарата приходится принимать во внимание множество факторов и в зависимости от конкретных условий ранжировать их по важности. [c.69]

Все это привело к тому, что расчетные методы масштабирования эффективно используются лишь для проектирования относительно простых и хорошо изученных единичных процессов, например теплообмена, некоторых массообменных процессов, простых химических превращений в гомогенных системах и т. п. [c.442]

Рис. 7.12 дает представление о характере изменения функции (7.73) при положительном сопряжении чем выше степень сопряжения массопереноса и химического превращения, тем более совершенен процесс. Следует обратить внимание, что вблизи состояния с фиксированным потоком [2( г/— 1 ")где коэффициент ускорения массопереноса Ф] наиболее значителен (см. рис. 1.4) энергетическая эффективность падает до нуля. Однако при т)->-т)тах МОЖНО получить ДОВОЛЬНО высокие значения массообменных характеристик процесса /р и Х ", значительно превышающие аналогичные показатели несопряженного массопереноса в мембране. [c.252]

Для многих теплообменных и массообменных аппаратов показатель степени близок к 0,6. При этом коэффициент понижения эффективности работы аппаратов [c.67]

По формулам (2.32), (2.33) и (2.35) определяют коэффициенты понижения эффективности работы тепло- и массообменных аппаратов при любом пг, т. е. при характере распределения скоростей, описываемом степенной функцией (см. рис. 1.15). Значения этих коэффициентов, а также М, И при различных т приведены ниже (в числителе для круглой трубы, в знаменателе для плоской), при этом коэффициенты г], и рассчитаны только для = 0,3. Последние коэффициенты можно оп- [c.67]

Аппараты без циркуляции катализатора применяют в том случае, когда катализатор не требует непрерывной регенерации. Такого типа аппараты могут быть просто емкостными, например, как на рис. Vn.5, либо разделенными на секции. Секционирование осуществляется либо перфорированными перегородками, либо многослойным рядом колосников. Секционированные аппараты значительно более эффективны, так как в них улучшается массообмен и устраняется осевое перемешивание.Однако конструкция секционных аппаратов сложнее, а сами секционирующие элементы подвергаются повышенному истиранию. [c.270]

Масштабирование массообменных аппаратов. Аппараты, в которых основным процессом является массоперенос, масштабировать очень трудно. Большие сложности вызывает сохранение гидродинамического подобия, поскольку в этом случае приходится иметь дело с двухфазным потоком. Критерии подобия движения фаз различны и при использовании одних и тех же веществ в модели и образце приводят к противоречивым условиям увеличения масштаба. Большое разнообразие массообменных аппаратов не дает возможности вывести общие правила масштабирования, поэтому мы ограничимся примером повышения масштаба абсорбционной колонны с насадкой. Движение газа в колонне обусловлено разностью давлений на входе и выходе. Критерий Рейнольдса, отнесенный к эффективному диаметру насадки dz и массовой скорости газа G, характёризует подобие движения потоков [c.456]

Гидродинамическая обстановка на тарелке (или слое насадки) суш ественно влияет на эффективность массопереноса, на степень достижения равновесных значений концентраций фаз. Чем ниже эффективность тарелки, тем, очевидно, необходимо большее время пребывания фаз в контакте или большая поверхность контакта. При движении жидкости вдоль контактного элемента наблюдается неравномерность массопереноса, обусловленная различными градиентами концентраций (движущей силы), различной высотой слоя жидкости, обратным забросом фаз, различной гидродинамической обстановкой и т. д. Поэтому целесообразно воспользоваться для оценки эффективности массопереноса характеристиками локальных объемов массообменного пространства, в пределах которых может быть принята однородная гидродинамическая структура потоков, и определять эффективность контактной ступени интегрально. Такой характеристикой эффективности массопереноса является локальный КПД в форме уравнения (4.59), записанный для многокомпонентной смеси в матричном виде как [1, 45, 46] [c.131]

Рис. 4.27 дает представление о характере изменения коэффициента извлечения /Си с ростом давления в напорном канале, при этом имеется возможность сравнить процессы при одностороннем и двустороннем проницании, при вынужденном и смешанноконвективном движении газа с моделью идеального вытеснения (кривая 1). Видно, что внешнедиффузионное сопротивление резко снижает массообменную эффективность мембранного разделения, причем наблюдается максимум зависимости К = Р ). Положение максимума смещается в сторону больших давлений при интенсификации процесса массообмена в результате свободной конвекции, а также при двустороннем расположении мембраны в канале. С ростом коэффициента деления 0 смещение максимума зависимости Ka f Pf) имеет более сложный характер при увеличении 0 от О до 0,5 оптимум смещается в сторону более низких давлений — это область нарастания внешнедиффузионных сопротивлений (см. рис. 4.26). Далее, с ростом 0, оптимальное значение давления Р смещается в сторону больших значений — здесь влияние массообмена в газовой фазе падает вследствие истощения смеси. В гл. 7 дан анализ влияния массообменных процессов в каналах на энергетику мембранного разделения газов, который, позволит дать рекомендации по выбору оптимального давления в аппаратах. [c.156]

На рис. 7.16 дана зависимость WlWmm от давления Pf при фиксированной длине мембранного элемента прочие условия процесса разделения идентичны указанным в разд. 4.4 при анализе массообменной эффективности. На рис. 7.17 показано, как связаны между собой коэффициент извлечения целевого компонента Kn = QyplXi и удельные затраты эксергии (работы) на моль проникшего потока [c.266]

При равной эффекгивности механического перемешивания (одинаковом подводе внешней энергии) эффективный коэффициент продольного перемешивания в потоках фаз Езф практически одинаков в обоих типах колонн (РДЭ и виброэкстракгоре). Однако при оценке влияния продольного перемешивания на эффективность массообменного процесса следует оперировать не самим коэффициентом Езф, а его отношением к средней скорости потока соответствующей фазы. (Эти отношения можно рассматривать упрощенно как диффузионные добавки на продольное перемешивание в фазах в эффективную высоту единицы переноса.) В соответствии с изложенным выше степень продольного перемешивания для вибрационного экстрактора примерно вдвое ниже, чем для колонны типа РДЭ того же диаметра. Именно поэтому наряду с высокой производительностью промышленные виброэкстракгоры обладают также более высокой по сравнению с РДЭ массообменной эффективностью. [c.1111]

Влияние рециркуляции. Одним из эффективных способов повышения четкости разделения масляных компонентов является возбуждение или ввод рециркулята в экстракционную колонЕту, В результате нарушения при этом межфазного равновесия усиливаются массообменные переходы из одной фазы в другую из экстрактного раствора выделяЕотся высокоиндексные компоненты как наименее растворимые в данном растворителе, увеличивая выход рафината из рафинатного раствора переходят в экстрактный ком — гоненты с более низким индексом вязкости, что приводит к повы — [c.242]

Стремление получить наибольшую поверхность контакта часто обусловливает выбор мелкой насадки. Но не только геометрическая поверхность в единице объема определяет эффективность насадки. Крупная насадка позволяет использовать более высокие скорости массообменивающихся фаз, что интенсифицирует массообмен. Высокие скорости особенно целесообразны для хорошо растворимых сред. При массообмене плохо растворимых сред более эффективной может оказаться мелкая насадка. [c.59]

К наиболее эффективным методам интенсификации массообменных процессов относится снижение температур. Применение низких температур позволяет достичь высоких коэ(эфициентов извлечепия разнообразных целевых компонентов, снизить эксплуатационные затраты, повысить чистоту получаемых продуктов. [c.121]

Исследоваине влияния давления иа эффективность процесса НТК показало, что повышение давления увеличивает степень конденсации углеводородов, но уменьшает селективность (избирательность). Снижение температуры при постоянном давлении наряду с увеличением стеиепи кондеисацин приводит к увеличению селективности тяжелые углеводороды переходят в жидкую фазу быстрее. Установлено также, что в процессе НТК не достигается равновесие газовой и жидкой фаз л<идкая фаза по составу тяжелее, чем равновесная, а газовая легче. Это объясняется более быстрым протеканием процессов теплообмена по сравнению с массообменом, особенно в жидкой фазе, что и вызывает ее переохлаждение. При расчете процесса НТК в соответствии с фазовым равновесием реальный процесс будет эффективнее расчетного. [c.158]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

При экстракции в лабораторных масштабах можно выбирать между небольшим экстрактором непрерывного действия, в котором трудно достигается достаточно эффективный массообмен между фазами и который требует тщательной регулировки всех включенных потоков, и трудоемким методом последовательного тщательного смешетя и разделения в большом количестве делительных воронок. [c.389]

Насадочные колонны, наполненные кольцами Рашига и Паля седлами Берля и подобными элементами, благодаря простоте устройства, большой удельной поверхности и порозности рабочего объема применяются в химической технологии для осушест-вления разнообразных тепло-, массообменных и химических (процессов. Эффективность этих аппаратов существенно зависит от равномерности распределения по сечению взаимодействующих потоков и их гидродинамической структуры. Этим обусловлено значительное число исследований, посвященных изучению продольного перемешивания потоков в рассматриваемых колоннах. [c.181]

Отмеченная выше неопределенность геометрии колонки мешает применению чисто молекулярно-кинетической трактовки явлений, происходящих в колонке. Поэтому наибольшее распространение получили более формальные способы рассмотрения работы колонки (при упрощающем допущении о линейности изотермы распределения)—теория эквивалентных тарелок Мартина и диффузионно-массообменная теория Ван-Димтера, приближенно учитывающая эти факторы с помощью так называемых эффективных полуэмпирических и эмпирических констант. [c.575]

На рис. 7.6 и 7.7 показано изменение энергетической эффективности селективного проницания при а= 13 и 3,5, что соответствует разделению смесей СОг—N2 и 62—N2 на мембране из поливинилтриметилсилана. Четко фиксируется максимальное значение т)пр при определенных значениях состава исходной смеси лгщ и отношения давлений е, причем чем выше а, тем ближе эти значения к предельным, определяемым равновесием при а- оо. Область значений состава 0<лги<л и и отношения давлений 0<е< е для мембраны с конечным значением фактора разделения (l< ai,2росту энергетической эффективности мембранного разделения с увеличением доли легкопроникаюшего компонента и отношения давлений. Заметим, что в этой области происходит одновременное улучшение массообменных характеристик разделения. После достижения максимума т пр дальнейший рост и е приводит к противоположному характеру изменения энергетических и массо-обменных показателей мембранного разделения, как это наблюдалось при а оо во всем диапазоне. vi, и е. [c.247]

Реальные процессы в реакционно-диффузионных мембранах гораздо сложнее рассмотренной модели, поскольку проницание компонентов взаимозависимо, например, через определенные звенья в цепи химических превращений. Кроме того, в мембране, наряду с сопряженным механизмом, существует пассивный несопряженный массоперенос химически несвязанного компонента газовой смеои. Это усложняет анализ энергетической эффективности мембранного процесса, но основной вывод сохраняет силу, а именно энергетическое сопряжение массопереноса и химического превращения позволяет радикально улучшить массообменные характеристики при сохранении достаточно высоких значений энергетической эффективности чем выше степень сопряжения, тем значительнее этот эффект. Справедливости ради следует отметить, что противоположные тенденции изменения массообменных и энергетических показателей мембранного процесса сохраняются в реакционно-диффузионных мембранах, хотя на более высоком уровне совершенства процесса. [c.253]

Влияние внешнедиффузионного сопротивления на массообменную и энергетическую эффективность процесса разделения смеси СО2—N2 в плоскокамерном модуле с мембраной из поливинилтриметилсилана исследовано в работе [9]. Результаты расчета коэффициента извлечения /Си = 0г/р/х/ как функции давления в напорном канале были представлены и обсуждались в разд. 4.4 (см. рис. 4.27). [c.265]

Автору, очевидно, остались неизвестными многочисленные работы по гидродинамике и массообменной способности аппаратов с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем, опубликованные на протяжении последних 6—8 лет советскими и зар жными исследователями. Это, естественно, значительно сузило объем информации по рассматриваемому вопросу, изложенной в данной главе. С целью восполнения этого пробела мы приводим список наиболее важных опубликованных работ [8-22]. В последних содержится достаточно обширная информация по ряду аспектов рассматриваемого процесса режимы трехфазного псевдоожижения начало полного ожижения и его зависимость от скоростей потоков ожижающих агентов, их физических свойств, а также от размеров и эффективной плотности элементов насадки динамическая высота слоя и газосодержание перепад давления в слое пределы существования трехфазного псевдоожиженного слоя интенсивность циркуляции элементов насадки в слое величина межфазной поверхности продольное перемешивание массообменная способность аппаратов с трехфазным псевдоожиженным слоем в процессах физн- -ческой абсорбции, хемосорбции и ректификации бинарных Жидких смесей. [c.675]

Тепло-массообмен исследовали в контактном аппарате с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем квадратного поперечного сечения 305 X 305 мм, заполненным полыми поли-этиленовымп шариками в качестве ожижающих агентов использовали воздух и воду. Было замечено, что в процессе абсорбции аммиака из смеси с воздухом высота единицы переноса (ВЕП) уменьшается с повышением расхода жидкости, но увеличивается с возрастанием расхода газа. Кроме того, отмечали падение ВЕП при уменьшении статической высоты слоя. Сравнение данных по абсорбции аммиака в аппаратах с неподвижной насадкой и с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем показало, что последние более эффективны. [c.678]

По своей природе радиационно-химические процессы могут быть как гомогенными, так и гетерогенными. Для проведения гетерогенных прог ссов необходимо обеспечить эффективный контакт фаз, например Щ1спергированием одного реагента в другом. Таким образом, гетерогенные радиационно-химические процессы представляют собой массообменные процессы, осложненные химической реакцией, т.е. это хемосорбционные процессы, протекающие под воздействием ионизирующих излучений. На практике в различной степени встречаются все виды фазовых контактов газ-жидкость (51%), газ-твердое тело (38%), жидкость-твердое тело (8%) жидкость-жидкость (3%) [34]. [c.191]

Учет кинетики массопередачи позволяет оценить степень неравновесности на каждой ступени, вызванной несовершенством массообменного элемента или неоптимальным режимом работы пли недостаточным временем контакта фаз. Отметим возможные допущения относительно оценки массопередачи и соответствующие варианты расчета, а именно на каждой ступени разделения достигается равновесие между фазами, т. е. расчет ведется по теоретическим тарелкам это допущение принимается в тех случаях, когда нет данных по оценке эффективности или необходимо произвести ориёнтировочную оценку размеров колонны в терминах теоретических тарелок эффективность разделения оценивается в терминах КПД Мерфри в следующих вариантах а) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам разделяемой смеси и для всех тарелок — допущение, обычно принимаемое при наличии обобщенных экспериментальных оценок разделительной способности б) КПД Мерфри постоянный по всем компонентам, по изменяется по высоте колонны — допущение, принимаемое при оценке разделительной способности по экспериментальным зависимостям через конструктивные и режимные параметры тарелок и колонны эффективность разделения оценивается в терминах КПД испарения — допущение, приводящее к тому, что кинетика массопередачи не участвует в расчетах, а КПД определяется чисто формально. [c.316]

Принимаемые допущения относительно гидродинамики потоков в массообменных элементах обусловлены теми моделями структуры, которые используются в данной модели. К наиболее распространенным моделям относятся смешение, вытеснение и диффузионная. Часто оказывается удобнее вместо диффузионной использовать ячеечную исходя из простоты ее машинной реализации. На основе указанных можно использовать любую их комбинацию, получая комбинированные модели, которые позволяют более полно отразить реальную структуру потоков, а именно зоны смешения, вытеснения, байпасирования, каналообразова-ния и т. д. Принятие той или иной модели имеет целью внесение поправки на оценку эффективности контакта фаз. Наиболее распространенные модели тарельчатых аппаратов и формулы для определения матриц коэффициентов эффективности приведены в гл. 4. [c.317]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология