Массообменные аппараты число ступеней

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]

Важным этапом расчета массообменных аппаратов является определение коэффициента полезного действия контактного устройства, так как от к. п. д. зависит число реальных ступеней контакта, а следовательно, и уровень капитальных и эксплуатационных затрат. К. п. д. зависит от многих параметров — гидродинамических, конструктивных, физико-химических. Наиболее достоверными можно считать экспериментальные данные, полученные в сопоставимых условиях на опытно-промышленных установках, а также данные обследования промышленных аппаратов и созданные на их основе корреляции.. [c.326]

Массообменные процессы. Эта группа процессов отличается значительной сложностью по сравнению с предыдущими и соответственно большим числом моделей для их расчета. Массообменный процесс в большинстве случаев (ректификация, экстракция, абсорбция, кристаллизация) является системой, включающей как необходимые другие аппараты (например, теплообменники, конденсаторы, декантаторы и т. п.). Поэтому и математические модели как для описания, так и для алгоритмизации являются более сложными. Рассмотренные ранее модели структуры потоков и теплообмена могут использоваться при описании массообменных процессов на ступени разделения (тарельчатые колонны) и в слое насадки (насадочные колонны). При описании массообменного процесса уравнения гидродинамической структуры потоков фаз (см. табл. 4.4) должны быть дополнены членом, учитывающим массоперенос компонента через поверхность раздела фаз, например, в матричном выражении [c.129]

Если поверхность фазового контакта массообменного аппарата геометрически неопределима, основной технической характеристикой его может служить объем, высота или число ступеней фазового контакта. [c.259]

Удобный графо-аналитический вариант расчета противоточных массообменных аппаратов по числу ступеней изменения концентраций предложен А. Н. Плановским [104, 2, 3]. [c.308]

Рис. 10.5. К расчету противоточных массообменных аппаратов по числу ступеней изменения концентраций.

Объемные коэффициенты массопередачи. В уравнениях (15.36) и (15.37) коэффициенты массопередачи и входящие в них коэффициенты массоотдачи [см. уравнения (15.35) и (15.38)] отнесены к поверхности контакта фаз. Вместе с тем определение этой поверхности в промышленных массообменных аппаратах (в отличие от поверхностных теплообменников) часто затруднительно (при массовом барботаже, в разбрызгивающих аппаратах и т.п.). Поэтому при расчете массообменных аппаратов обычно прибегают к различным приемам, позволяющим рассчитывать аппарат, минуя необходимость определения поверхности контакта фаз. В этом случае основной технической характеристикой аппарата может быть принят его объем V, или высота Я, или число ступеней фазового контакта. [c.29]

Наиболее распространен в инженерной практике второй метод — определение рабочей высоты массообменных аппаратов по требуемому числу так называемых теоретических тарелок, или теоретических ступеней контакта. Теоретической тарелкой называется однократный контакт взаимодействующих потоков, завершающийся достижением фазового равновесия. Этот метод расчета особенно нагляден применительно к секционированным, или ступенчатым, аппаратам (рис. 1Х-15, а). В последних одна из фаз (например, жидкая) стекает сверху вниз, последовательно проходя через некоторое число поперечных распределительных перегородок (тарелок), на каждой из которых удерживается слой жидкости определенной высоты. Избыток жидкости, поступающей с вышележащей тарелки, непрерывно стекает на нижележащую. Вторая фаза (например, газовая, паровая) движется вверх навстречу потоку жидкости, барботирует через все ее слои на тарелках и покидает аппарат в верхнем его сечении. Если предположить, что в результате интенсивного массообмена на каждой тарелке покидающие ее фазы приходят в равновесие, то рассматриваемый процесс можно изобразить в диаграмме у—х, начертив на ней предварительно равновесную и рабочую линии (рис. 1Х-15, б). [c.452]

Для процессов физической абсорбции используют, как правило, противоточные аппараты с непрерывным или ступенчатым контактом, в которых состояние, близкое к равновесию, достигается только на одном из концов аппарата, а в рабочей зоне протекают интенсивные процессы массообмена с максимально возможной движущей силой. Такие аппараты называются массообменными. В подразделе 1.4.1 применительно к процессу десорбции были рассмотрены два типа таких массообменных аппаратов насадочные и тарельчатые колонные аппараты. Эти аппараты также эффективны при проведении процесса разделения газов при достаточно большой высоте они обеспечивают практически любое технологически обоснованное число теоретических ступеней разделения. [c.41]

При расчете необходимого для проведения массообменного процесса числа тарелок используется понятие о ступени изменения концентрации теоретической тарелке) - некотором гипотетическом участке аппарата, на котором при полном перемешивании фаз достигается равновесное соотношение концентраций в выходящих из такого участка потоках (рис. 5.15). Если выделенный на рис. 5.15, а участок между сечениями 1-1 и 2-2 (такой участок легче представить себе в виде отдельной, гипотетической тарелки) работает как ступень изменения концентрации, [c.379]

Из выражения (6.3) следует, что на интенсивность влияют параметры Кы, характеризующие кинетику массообменного процесса. Ас и Пт (теоретическое число ступеней контакта), а также т), Нр и Лс, зависящие в основном от конструктивных особенностей аппарата, гидродинамического состояния и физико-химических свойств обрабатываемой газожидкостной среды. [c.228]

Обычно расчет числа ступеней в аппарате производится методами, используемыми для массообменных процессов [24], а также интервально-итерационным методом [26]. Рассмотрим модель продольного перемешивания, так как сравнительное изучение этого параметра позволяет определить преимущества и недостатки транспортных систем в экстракторах указанного типа. [c.226]

В исследуемых диапазонах т] оу = =0,2—0,6 и % = 1,0—1,3 при заданной степени разделения изменение структуры потока паровой фазы практически не оказывает влияния на эффективность и высоту массообменных аппаратов. Действительно, число ступеней разделения остается неизменным, если реальная структура парового потока идеализируется моделью полного перемешивания. Это позволяет с достаточной степенью точности принять полное перемешивание пара в межтарельчатом пространстве и вести расчет массообменных аппаратов по зависимостям, определяющим эффективность тарелок. [c.352]

Расчет противоточного многосекционного аппарата в предположении о равновесии фаз в каждой секции может быть проведен, например, графически в координатах Г — / по аналогии с расчетами числа ступеней изменения концентрации для массообменной аппаратуры (рис. 7.16). Равновесной линией здесь является диагональ (/), а рабочая линия процесса строится по уравнению теп- лового баланса взаимодействующих фаз (7.66). Число секций, необходимых для нагрева потока дисперсного материала в заданном температурном диапазоне, определяется числом прямоугольных ступеней, построенных между рабочей и равновесной линиями. [c.218]

Применяемые для абсорбционных и экстракционных процессов массообменные аппараты принято подразделять на две группы с непрерывным и со ступенчатым контактом фаз. Принципиальные схемы аппаратов обоих типов показаны на рис. 3.1. К аппаратам с непрерывным контактом фаз относятся, например, насадочные колонны, роторно-дисковые, вибрационные и пульсационные экстракторы. Основная цель технологического расчета этих аппаратов состоит в определении высоты и поперечного сечения рабочих зон. К аппаратам со ступенчатым контактом фаз относятся тарельчатые колонны, смесительно-отстойные экстракторы. Задачей их расчета является определение размеров и числа ступеней. [c.87]

При графическом построении кинетической кривой задаются рядом значений л в интервале от до Хк (если расчет ведется на основе коэффициентов Ему) или рядом значений у в интервале от у До у (если используются коэффициенты и для каждой концентрации рассчитывают эффективность ступени по Мэрфри. Методы расчета или Е д определяются типом массообменного аппарата. Затем для каждого значения л или у по уравнению (111.53) или (П1.54) находят значение второй координаты точки на кинетической кривой. Число реальных ступеней определяют, строя ступенчатую линию между рабочей линией и кинетической кривой. [c.56]

Как известно, стратегия освоения гигантских месторождений Сибири и Крайнего Севера потребовала применения принципиально новых подходов к их обустройству, в частности, к разработке и внедрению технологического оборудования очень высокой производительности по газу (3, 5, 10 и даже 20 млн. м /сут), в том числе так называемых многофункциональных аппаратов (МФА) - абсорберов осушки газа, включающих в себя одновременно с массообменной секцией и ступени предварительной и окончательной очистки газа от капельной жидкости, ранее выполнявшиеся в виде отдельно стоящих аппаратов. Увеличение единичной мощности технологических аппаратов помимо реальной экономии в капитальных затратах (за счет снижения металлоемкости) привело и к некоторым негативным моментам, в частности, к увеличению линейных скоростей потоков газа в абсорберах, а следовательно, к возрастанию механического уноса гликоля (по сравнению со средними уносами ДЭГ на установках осушки газа предшествующего поколения) в мелкодисперсной форме. [c.249]

В точке С, на выходе из первой теоретической тарелки, газовая фаза с концентрацией целевого компонента ур встречается с жидкой фазой, концентрация целевого компонента в которой х1<х . И вновь начинается переход целевого компонента из газовой фазы в жидкую до установления нового равновесия. Повторив описанные построения, получим треугольник СРЕ, соот1зетствуюш,ий второй теоретической тарелке, и т. д. Число треугольников, построенных таким образом между рабочей и равновесной линиями от точки В до точки А, соответствует обш,ему числу теоретических тарелок массообменного аппарата. Число теоретических тарелок зависит от расстояния между рабочей и равновесной линиями, т. е. от двил- ущей силы массообменного процесса Ау и Ах. Чем меньше расстояние между рабочей и равновесной линиями, тем меньше движущая сила процесса, тем больше требуется ступеней контакта фаз, т. е. тем больше требуется теоретических тарелок. [c.78]

Практика оптимального проектирования ХТС показывает, что использование технологических критериев эффективности позволяет исключить из дальнейшего рассмотрения существенную часть альтернативных вариантов проектируемой ХТС как весьма далеких от оптимальных. Обычно технологические критерии эффективности дают возможность найти оптимальный вариант на самых низших иерархических уровнях ХТС тем самым значительно сокращается -число вариантов, которые участвуют в принятии решений на более высоких уровнях иерархии. Так, например, при. вы- боре типа аппаратурного оформления ступени контакта для массообменного аппарата ХТС при прочих рав)ных условиях отдают предпочтение типу ступени контакта, с большим коэфф и-циентом маосопередачи, который в этом случае представляет собой технологический критерий эффективности элемента ХТС. -Пр.и заданном числе теоретических ступеней контакта в ректификационной КО -лонне место ввода питания выбирают таким образом, чтобы оно обеспечивало наилучшее качество продукто в разделения, которое здесь также играет роль технологического, критерия эффективности. [c.29]

Изложенный выше метод расчета кинетики М. применим гл. обр. к аппаратам с непрерывным контактом фаз-наса-дочньш, пленочным, роторным. Эффективность массообменного аппарата м.б. выражена также через число теоретич. ступеней контакта или число теоретич. тарелок, а кинетич. характеристика - через кпд, что часто используется для описания М. в колоннах с дискретным контактом фаз (см. Тарельчатые аппараты), или через высоту, эквивалентную теоретич. ступени контакта. [c.657]

Был исследован метод нак называемой термической ректификации применительно к роторно-пленочным аппаратам. Здесь центральным моментом является решение вопроса о роли адиабатического массообмена при термической ректификации. Полученные данные свидетельствуют о том, что в данном случае адиабатический массообмен в значительной степени определяет эффективность работы аппарата термической ректификации. В работе показано, что создание достаточно производительного ректификаци-онргаго устройства, обладающего высоким числом ступеней разде- [c.9]

Для обеспечения непрерывного производства следует воспользоваться проточной системой с пропусканием обеих фаз в противотоке, как это схематически показано на рис. 1-9,6. Такой реактор, в принципе, позволил бы проводить процесс в статических условиях, если бы массообмен между обеими фазами был достаточно активен. Для практического осуществления таких процессов без одновременной активации смешения в послереакционной зоне еще не удалось найти удовлетворительного технологического решения. Для поддержания градиентов концентрации независимыми от перемешивания прибегают к использованию батареи реакторов, в которых концентрация вспомогательных растворов постепенно изменяется. Такое устройство приводит, однако, к снижению селектив-, ности процесса. Это легко понять, если учесть, что концентрация изобутилена, введенного в первый реактор, сразу же оказывается приведенной к более низкой рабочей концентрации, чем во фракции С4, в то время как концентрация остальных, менее реакционноспособных олефинов остается практически такой же, как и в исходном сырье. Такое изменение концентрации, которое воспроизводится на каждой ступени, снижается при увеличении числа аппаратов в каждой батарее и обратилось бы в нуль при бесконечно большом числе аппаратов. Избирательность атаки изменяется, таким образом, одновременно с числом ступеней реактора. Зависимость между степенями превращения олефинов в двухступенчатой батарее, действующей по принципу противотока, показана на рис. 1-9, в [8]. Ниже приведена сводная таблица (табл. 1-2) ди-оксановых производных и диенов, которые получаются из каждого рассмотренного олефина, с выходами, полученными на каждой стадии с чистыми реагентами. [c.40]

Аналитический метод определения числа ступеней. Рассмотрим противоточный массообменный аппарат, состоящий из п ступеней, принципиальная схема которого показана на рис. Х-13. Пусть расходы фаз постоянны (L = onst и (3 = onst) и распределяемый компонент переходит из фазы (например, газовой фазы) в фазу Ф (например, жидкую фазу). Концентрация фазы Фу на входе в некоторую /7-ую ступень равна ур, а на выходе из нее — у . Следовательно, изменение концентрации этой фазы на ступени составляет ур — —Ур+i)- Обозначим через i/p концентрацию фазы Ф , равновесную с концентрацией другой фазы Хр (см. рис. Х-13) на р-ои ступени. Тогда движущая сила массопередачи на входе в ступень равна ур — у],. [c.425]

На рис. 14.1.1.11, а приведено изображение противоточной колонны в которой происходит разделение продуктов А и В, образующих твердые растворы. В таком аппарате можно условно выделить пять зон. Зона 1, в которую подается исходный продукт с концентрацией примеси Ср, является секцией Щ1тания. Зоны 2 и 5, в которых ироисходит массообмен между фазами, являются зонами противоточного движения потоков. В зоне 4 происходит охлаждение движущейся массы и удаление из процесса низкоплавкого продукта Св. В зоне 5 происходит расплавление кристаллического продукта с частичным удалением высокоплавкого продукта с концентрацией Сд. Другая часть высокоплавкого продукта поступает обратно в расплав в виде флегмы. На рис. 14.1.1.11, б изображен процесс разде-ления кществ А и В, образующих твердые растворы, методом противоточной кристаллизации. Исходный состав с концентрацией Ср подается в колонну в секцию питания. Число ступеней, как видно из диаграммы, зависит от состава исходной смеси, требуемой степени разделения и эффективности работы колонны. Вид рабочей линии аов зависит от условий протекания процесса. Рабочая линия приводится в виде прямых линий. При разделении смесей, образующих непрерывный ряд твердьк растворов, в одном аппарате можно получить практически два чистых компонента. При разделении смесей эвтектического состава выделяется чистый продукт и смесь эвтектического состава. [c.310]

Согласно формуле (3) основными направлениями интенсификации массообменных аппаратов являются увеличение эффективности контактных фаз на ступени контакта (11), скорости и движущей силы процесса к и АС), уменьшение числа необходимых теоретических ступеней контакта, высот рабочей и сепарационной зон. Следует заметить, что деление объема аппарата на рабочие и сепарационные зоны достаточно условно, однако автор вынужден прибегнуть к такому приему, так как наметившаяся в последние годы тенденция к созданию скоростных массообмеиных аппаратов приводит зачастую к тому, что, разрабатывая высокоинтенсивные контактные устройства, обеспечивающие скорости газа по колонне выше 3 м/с, забывают о том, что соответственно увеличению скорости растет необходимая высота Яс и ус южняется конструкция сепараторов. Кроме того, пропорционально квадрату скорости газа возрастает гидравлическое сопротивление ступени контакта, а это вызывает увеличение высоты гидравлического затвора и переливных устройств и в конечном счете — высоты ступени контакта. [c.14]

Аналитический метод определения числа ступеней. Рассмотрим противоточный массообменный аппарат, состоящий из п ступеней, принципиальная схема которого показана на рис. Х-13. Пусть расходы фаз постоянны (L = onst и G= onst) и распределяемый компонент переходит из фазы Фу (например газовой фазы) в фазу (например жидкую фазу). Концентрация фазы Фу на входе в некоторую р-ую ступень равна у , а на выходе из нее—t/p+j. Следовательно, изменение концентраиии этой фазы на ступени составляет (у — i/p+i)- Обоз- [c.448]

ЛхВх, А В , ЛдБз, A B на рис. Х-14). Через полученные точки В проводят кинетическую кривую ВЕ. Затем в пределах от точки М (с координатами л , г/ ) до точки К х , у ) вписывают ступеньки между рабочей линией и кинетической кривой. Каждая ступенька состоит из горизонтального отрезка, представляющего собой изменение состава фазы (жидкости), и вертикального отрезка, выражающего изменение состава фазы Фу (газа) на реальной ступени. Например, для р-ой ступени отрезок ВК — Хр — Хр .1 и отрезок АВ = Ур — Ур+. Таким образом, числО ступенек между рабочей линией и кинетической кривой определяет число действительных ступеней, или тарелок массообменного аппарата со ступенчатым контактом. [c.450]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология