Массообмен Материалы

Насадочные массообменные аппараты представляют собой колонны, заполненные насадкой — геометрическими телами с возможно более развитой поверхностью (кольца, седла, кусковой материал и т. д.) (рис. 10). Соприкосновение газа (жидкости) с жидкостью происходит на смоченной поверхности насадки, по которой стекает жидкость-поглотитель. Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, и поэтому насадочные аппараты относятся к пленочным. [c.56]

Проектирование химических реакторов—одна из важнейших и труднейших задач, с которыми встречается инженер-химик. Химический реактор, помимо чисто кинетических аспектов, одновременно является и теплообменником и массообменным аппаратом, и ему часто присущи некоторые черты устройств для перемещения потоков и транспорта твердого материала. Приходится нередко обеспечивать контакт между твердой, жидкой и газовой фазами, применять мешалки и другие подобные устройства, а также вести реакцию в условиях высоких температур и давлений. Возникают серьезные проблемы, связанные с контролем процесса. Наконец, требуется самый тщательный экономический анализ, чтобы получить максимум продукции нужного качества с минимальными производственными затратами. [c.9]

Распределение времени пребывания частиц потока (жидкости, газа или сыпучего материала) в аппарате и параметры моделей продольного перемешивания определяют экспериментальным путем. Для этой цели получили широкое распространение методы нанесения возмущения в определенном сечении потока и фиксирования вызванных им последствий (отклика системы) в другом сечении. Возмущающий сигнал может быть различным по форме и по физической природе. Наибольшее распространение получили импульсная и ступенчатая формы возмущений, значительно реже применяют возмущающий сигнал циклического вида. В качестве сигнала в поток вводят трассер (индикатор краситель, солевой раствор и т. п.), химически не взаимодействующий со средой и не участвующий в массообмене. [c.36]

Некоторое влияние на массообмен оказывает материал тарелок и смачиваемость их жидкостями. Вообще полезно диспергирование фазы, подаваемой в большем количестве, так как при этом поверхность контакта больше. Однако если материал тарелок (или насадки) плохо смачивается сплошной фазой, то такой эффект не достигается. В этом случае диспергированная фаза течет через колонну в виде струй, слоев или больших капель, не подвергаясь дроблению на мелкие капельки, что ухудшает массообмен. Если колонны высокие и диаметр их превышает 250 мм, несмотря на пульсацию, начинается каналообразование и концентрации вещества неравномерно распределяются в поперечном сечении, что ведет к снижению к. п. д. [c.359]

Большинство технологических аппаратов отличаются следующим. В одних аппаратах происходит обдувка (обтекание) или продувка потоком жидкости или газа постоянных рабочих элементов, с помош,ью которых осуществляется технологический процесс. К таким элементам относятся пучки труб, стержней или пластин, а также слоевые или другие насадки, предназначенные для нагрева или охлаждения одной рабочей среды другой осадительные электроды электрофильтров тканевые, волокнистые, сетчатые, зернистые и другие фильтрующие перегородки сетчатые или решетчатые тарелки, слои кускового, зернистого,-кольцевого и другого насыпного материала, используемые для различных массообменных процессов (абсорбции, десорбции, ректификации, регенерации, катализа и др.). [c.6]

При написании книги автор использовал в основном американские источники труды конференций по подготовке газа, издаваемые ежегодно университетом штата Оклахома, журналы, книги, отчеты. Изложение материала логично и последовательно. В гл. 1 представлена обобщенная схема переработки газов с разбивкой ее на отдельные модули, что удобно для проектирования и анализа процессов. Главы 2—5 посвящены анализу поведения углеводородных систем. В гл. 6 рассматриваются спецификации на продукцию процессов переработки. Глава 7 посвящена проектированию и составлению спецификаций на аппаратуру и оборудование. В гл. S—11 излагаются физические основы процессов переработки тепло- и массообмен. [c.5]

Ввиду многообразия процессов, осуществляемых в кипящем слое катализатора, и специфики условий работы контактных аппаратов для каждого конкретного случая приводить единую методику их расчета не всегда представляется возможным. По этой причине материал настоящего раздела не претендует на универсальность использования. Цель его — дать последовательное и по возможности достаточное обоснование выбора или расчета основных гидродинамических, тепловых и массообменных параметров, определяющих конструктивные особенности реакторов, в которых проводится тот или иной каталитический процесс. [c.253]

Сушка представляет собой нестационарный массообменный процесс, скорость которого меняется в ходе процесса. Типичная кривая зависимости относительного влагосодержания материала (отношение массы влаги к массе сухого материала) от продолжительности сушки приведена на рис. Х-9. [c.343]

Подбор и расположение материала в книге таковы, что в ней последовательно рассмотрены основные типовые процессы химической технологии (гидродинамические, тепловые и массообменные), причем основное внимание уделено течению жидкостей, теплопередаче и расчету теплообменников, основам массопередачи в системах газ — жидкость, пар — жидкость, и жидкость — жидкость. Специальная глава посвящена аппаратам колонного типа ввиду их широкого распространения в химической промышленности. В книгу включены также главы, имеющие общее значение для расчета различных процессов. В них рассматриваются некоторые математические методы, используемые в технико-химических расчетах, способы составления материальных балансов и ведения процесса в стационарном и нестационарном режимах. [c.11]

Разработаны математические модели интенсификации химической реакции в системе газ - твердое тело в совмещенном тепло- и массообменном процессе с механической активацией твердой фазы, с непрерывным съемом продуктов реакции с реагирующих частиц и получением тонкодисперсного материала. [c.34]

Эффективность насадки в значительной степени зависит от величины активной поверхности й/, которая участвует в массообмене и зависит от типа и размеров насадочных тел, их материала, нагрузок по пару и жидкости и других факторов. Несмотря на значительную разницу ве- [c.305]

Технологическая (или рабочая) машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в соответствии с заданной программой. В ходе технологического процесса под воздействием рабочих органов машины изменяются качественные показатели предмета труда (физические свойства, форма, положение) при этом затрачивается полезная работа. В машинах химических производств технологический про-, цесс обычно носит сложный характер на предмет труда помимо механического воздействия может накладываться какой-либо (или совокупность) типовой процесс химической технологии — химическое превращение, межфазный массообмен, нагрев, изменение агрегатного (фазового) состояния вещества и др. Например, в аммо-низаторах-грануляторах происходит не только процесс гранулирования окатыванием,. , е. получение сферических гранул из мелкодисперсного материала перемещением его частиц во вращающемся барабане, но и химическая реакция — нейтрализация жидким аммиаком фосфорной кислоты, содержащейся в пульпе, которая подается в гранулятор, а также сушка материала (тепломассообменный процесс). [c.7]

Здесь А и В —опытные величины, характеризующие свойства материала по отношению к массообмену. [c.86]

Процессы адсорбции в аппаратах с перемешиванием, как правило, проводят при скоростях вращения мешалки, обеспечивающих полное суспендирование частиц твердой фазы, поскольку при этом вся поверхность зерен адсорбента участвует в массообмене. Взвешивание зерен твердого материала, находящихся на дне аппарата, происходит под действием подъемной силы, обусловленной разностью скоростей обтекания частицы на нижней и верхней ее гранях. После отрыва от дна частицы увлекаются потоками жидкости и находятся в объеме аппарата-во взвешенном состоянии. Важным условием нормальной работы аппаратов непрерывного действия с перемешиванием является равномерное распределение частиц твердой фазы в жидкости, так как только в этом случае зерна адсорбента пребывают в аппарате заданное по технологическим условиям время. В результате обработки многочисленных экспериментальных данных установлено, что существует оптимальная частота вра- [c.177]

Деменков В.И. Рекомендации по совершенствованию схем ректификации // Матер. Всерос. науч. конф. Теория и практика массообменных процессов химической технологии . Уфа. 21-25 октября. 1996. Уфа. 1996. С. 104-105. [c.119]

Надежные данные относительно величины п следует получать путем статистического анализа всего имеющегося эмпирическою материала ио тепло- и массообмену при больших числах Праидтля и Шмидта. При достаточно большом объеме опытных данных систе.матические ошибки, неизбежные, но с наибольшим трудом поддающиеся анализу, уже можно рассматривать как ошибки случайные, что существенно облегчает анализ. Результаты таких расчетов, проведенных по экспериментальным дан ым двадцати шести авторских коллективов [c.182]

JAaHHoe учебное пособие предназначено для курсового проектирования по курсу ((Конструирование и расчет элементов оборудования отрасли при подготовке инженеров-механиков. В нем обобщены и представлены методы расчета на прочность и устойчивость сосудов и аппаратов колонного типа, в которых протекают различные технологические процессы Материал сопровождается справочными данными по выбору параметров и по конструированию отдельных элементов аппаратов массообменных устройств. liirvuepoB, фланцев, опор и др. Кроме этого, приведены общие фебования ЕСКД по оформлению пояснительной записки Все приведенные данные базируются на официальных технических требованиях и нормах Предложены различные варианты заданий и исходных данных к ним. [c.4]

В данном, четвертом, издании книги (третье издание вышло в 1978 г.) большое внимание уделено современным типам химических аппаратов, в связи с чем расширена глава Ультразвуковая, пульсацнонная и магнитная аппаратура , включена глава Центробежные массообменные аппараты . В главу Колонные реакционные аппараты для жидкофазных процессов добавлен материал по насадкам с рысокой степенью разделения. [c.3]

Наличие уравнений, описывающих процесс, вне зависимости от возможности их рещения позволяет получать критерии подобия, которые имеют определенный физический смысл. Почленным делением отдельных слагаемых уравнений системы (2.3.3) могут быть получены безразмерные группы Fo = ax/R и Fom = = amx/R — критерии гомохронности полей температуры и потенциала переноса влаги (тепловой и массообменный критерии Фурье). Отношение этих критериев дает критерий Lu == йт/а, представляющий собой меру относительной инерционности полей потенциала переноса влаги и температуры в нестационарном процессе сушки (критерий Лыкова). Критерий Ко = Гс Дц/(с А0) есть мера отношения количеств теплоты, расходуемых на испарение влаги и на нагрев влажного материала (критерий Косо-вича). Специфическим для внутреннего тепло- и массопереноса является критерий Поснова Рп = 6Д0/Ам, который представляет собой меру отношения термоградиентного переноса влаги к переносу за счет градиента влагосодержания. Независимым параметром процесса является критерий фазового превращения е. [c.108]

Учитывая возросшую роль массообменных процессов и аппаратов в химической технологии, авторы расширили объем сведений по массонередаче, несколько сократив аа этот счет материал по теплопередаче. [c.7]

Процессы второй группы обязательно сочетаются с процессами первой группы например, в любом непрерывном процессе всегда присутствуют перемещение твердого материала, смещение или сепарация. В рассматриваемых процессах происходит тепло-, а иногда и массообмен между твердыми частицами и псевдоожижа-ющей средой — газом или жидкостью, а также теплообмен кипящего слоя со стенками аппарата либо погружными теплообменными поверхностями. В большинстве промышленных процессов используется псевдоожижение газом, тогда как псевдоожижение капельной жидкостью (например, при массовой кристаллизации, растворении, некоторых способах очистки сточных вод и др.) используется много реже. Наконец, в совмещенных процессах грануляции — кристаллизации одновременно участвуют твердая, жидкая и газовая фазы (псевдоожижающая среда). [c.209]

В основу распределения материала по главам положена классификация машин и аппаратов по функциопально-конструктивному признаку. Учитывая весьма обширные сведения, излагаемые в курсе Процессы и аппараты химической технологии , по. некоторым видам оборудования, наиример, теплообменным и массообменным аппаратам, сушилкам и т. д., авторы сочли возможным уменьшить соответствующие главы пособия и остановиться лишь на особенностях их конструкции, эксплуатации и специфических расчетах. [c.3]

В плавильных печах где-то в объеме слоя происходит неравномерное по сечению изменение агрегатного состояния с образованием жидких фаз разной плотности (металл и щлак). При перегреве жидких фаз до состояния достаточной текучести эти фазы начинают в разной степени опережать сыпучий материал. Последнее приводит к разуплотнению материала в нижних горизонтах слоя и созданию условия Рь<.Рцкт и как следствие к возможности планомерного оседания слоя. Этот вывод подтверждается известным фактом — достаточной равномерностью схода материалов в промежутках времени между выпусками жидких фаз из горна шахтных печей. Именно поэтому периодичность выпуска не сказывается отрицательно на работе плавильных печей. Более подробно вопрос о разуплотненном слое будет рассмотрен ниже в главе, посвященной массообменному режиму. [c.113]

При топливном режиме энергетическое значение имеет массообмен между окислителем и топливом, а частицы сырьевого материала нагреваются за счет хеддд-обмена. При автогенном режиме энергетическое значение имеет массообмен между окислителем и частицами материала, которые в свою очередь находятся в тепловом взаимодействии 1С окружающей средой. При топливном режиме внешний для частиц материала теплообмен имеет решающее значение, при автогенном режиме его значение подчиненное. [c.179]

Жидкий слой при массообменном режиме применяется в двух вариантах — рафинировочном и плавильном. В обоих случаях для интенсификации массообмена решающую роль играет величина межфазной удельной поверхности,,в свою очередь зависящая от удерживающей способности жидкости по отношению газа или газа по отношению жидкости. Всюду, где это является возможным, предпоч- тнтелен донный, распределенный подвод дутья, так как одна и та же степевь интенсивности массообмена достигается в этом случае при меньшей затрате мощности, а также обеспечивается более равномерная работа слоя по объему (требуется меньший рабочий объем реактора). Вследствие значительных трудностей, возникающих при сжигании жидкого или газообразного топлива в жидком слое, предпочтительна в этом случае реализация полностью автогенного режима генерации тепла за счет окисления примесей шихты. у Взвешенный слой при массообменном режиме может применяться в различных конструктивных вариантах, различающихся соотношением времени пребывания твердой фазы во взвешенном состоянии и в тонком слое (сыпучем или Жидком) на ограждающихся поверхностях. В сумме время пребывания частиц в рабочем пространстве печи должно соответствовать времени технологической обработки. Во взвешенном слое можно осуществлять технологические процессы как обжигового, так и плавильного характера. Осуществление технологической обработки только во взвешенном состоянии (работа печи по режиму пневмотранспорта) возможно только для самых мелких частиц и связано с необходимостью организации пылеулавливания всего материала, подвергнутого тепловой обработке, за пределами рабочего пространства печи. Особые преимущества имеет реализация массообменного режима с использованием взвешенного слоя в аппаратах циклонного типа вследствие их высокой производительности и компактности. [c.200]

Новые перспективы для применения мембран открывает недавно предложенный хроматомембранный метод разделения органических веществ [113,1141, сочетаюищй преимущества парофазного анализа и мембранного концентрирования. В случае реализации данного метода массообмен между жидкой и газовой фазами происходит в пористом блоке, состоящем из полимерного материала. При этом 0беспечива10тся высокая э(1)фективность и непрерывный режим процесса. [c.227]

Мухутдинов P.X., Самойлов H.A. Теоретические проблемы и аппаратурное оформление термокаталитической очистки отходящих газов от примесей органических веществ // Матер. II Межд. научн. конф. Теория и практика массообменных процессов химической технологии (Марушкинские чтения). Уфа, 2001. С. 33 - 37. [c.246]

Применяя беспорядочно засыпанную насадку (см. главу 4.102), стремятся создать необходимую для ректификации возможно большую поверхность, предназначенную для распределения на последней жидкости в виде тонкой пленки (см. главу 4.8) ). Долю поверхности насадки, участвующую в массообмене и теплообмене, называют активной поверхностью. Чем мельче элементы насадки, тем больше их поверхность, заключенная в единице объема. Однако при atOM соответственно возрастает задержка, что снижает разделяющую способность (см. главу 4.105). Таким образом, приходится идти на компромисс, выбирая оптимальные форму, размеры и материал насадки с учетом всех вышеуказанных факторов. [c.441]

В этой связи авторами была поставлена задача систематизации и уточнения большого отечественного и зарубежного материала по расчетам массообменной, теплоо(бменной п разделительной аппаратуры. Осо бое внимание было уделено законам состояния углеводородных смесей при повышенных давлениях, методам расчета фазового равновесия систем пар (газ) — жидкость, а также теплотехническим расчетам, являющимся основой большинства технологических процессов. [c.7]

Способ основан на оптимальном сочетании различных видов источников тепла (конвективного и высокочастотного) и осуществляется путем циклического перевода обрабатываемого материала из режима неподвижного слоя ("подготовка к массообмену"), харалте-ризующегося нагревом токами высокой частоты, в режим псевдоожи-женного слоя ("интенсивный массообмен"), характеризующийся подводом конвективной энергии. [c.77]

В цикле "подготовка к массообмену" дисперсный материал, находясь в неподвижном состоянии (без продувки или с незначительной продувкой газом), интенсивно поглощает ВЧ-онер1 ию и быстро нагревается. Перемещение влаги из внутренних слоев частицы к наружнщ носит термодаффузионны. характер, однако удаление вла- [c.77]

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]

А. газов проводят в массообменных аппаратах, наз. абсорберами,— тарельчатых, насадочных (устар.— скрубберы). пленочных, роторно-пленочных и распылительных. Схема матер, потоков в абсорбере представлена иа )исунке. Кол-во поглощаемого компонента Wa (в моль/с) находят из матер, баланса [c.8]

Различают обычно внеш. и внутр. перенос влаги и теплоты. Внеш. перенос (тепло- и массообмен) происходит между влажным телом и сушильным агентом и характеризуется коэф. тепло- и массоотдачи, для к-рых известны многочисл. эмпирич. корреляции внутр. перенос-движение влаги во внутр. слоях материала. [c.482]

Показатели кипящего слоя как среды для осуществления реакционных и массообменных процессов существенно зависят от физико-механических свойств твердых частиц. В настоящее время получила распространение приближенная классификация ожижае-мых материалов по двум признакам средний размер частиц 3 и разность плотностей твердых частиц и газа (рм — Рг) [36]. Классификация предусматривает разделение материалов на четыре группы А, В, С, О. Принадлежность материала к соответствующей группе устанавливается с помощью рис. 1.8. Поведение КС материалов соответствующих групп обладает следующими индивидуальными чертами. [c.36]

Наравномерность распределения потока ио поперечному сечению аппарата может стать особенно значительной при такой организации процесса взаимодействия сплошной и дисперсной фаз, когда концентрация твердой фазы, а следовательно, и ее удельная массообменная поверхность являются функцией локальной скорости сплошной среды. Так, в псевдоожиженном слое большого диаметра могут образовываться каналы, по которым псевдо-ожиженный агент проходит с большой скоростью, причем концентрация дисперсной фазы в этих каналах ничтожно мала. Поэтому газ, прорывающийся по таким каналам через псевдоожижен-ный слой, практически не успевает контактировать с твердыми частицами. То же можно сказать и о части псевдоожижающего агента, проходящего через слой в виде газовых пузырей. Внутренняя структура псевдоожиженного слоя может оказать существенное влияние на характер распределения дисперсного материала по времени пребывания и, следовательно, по степени отработки. Таким образом, критерии подобия, содержащие средние значения скоростей потоков, не в состоянии учесть локальную неравномер [c.77]

Часто такой же массообмен осуш ествляется в других аппаратах, главным образом в колонных, в процессах абсорбции, ректификации и экстракции. В настоящее время для колонных аппаратов выполнено очень большое количество экспериментальных исследований, целью которых было определение коэффициентов массоотдачи и массопередачи, а также получение корреляционных уравнений для вычисления этих коэффициентов. К сожалению, полученные уравнения нельзя использовать для аппаратов с мешалками, так как они действуют иначе, чем полочные аппараты. На полке колонны перемешивание жидкости происходит благодаря кинетической энергии движущегося потока, например газа, в то время как в аппарате с мешалкой перемешивание обусловлено подводом механической энергии извне с помощью мешалки. Диспергирование одной из фаз в аппарате с мешалкой также протекает иначе. В колонне это обычно происходит на соответствующим образом перфорированной перегородке (полке), тогда как в аппарате с мешалкой — в основном благодаря работе мешалки. Дополнительную трудность представляет определение скорости фаз в аппарате с мешалкой. Поле скорости жпдкости здесь очень сложное, и единственной величиной для сравнения в этом случае может служить окружная скорость конца лопаток (лопастей) мешалки. Дополнительную трудность в обобщении экспериментального материала для аппарата с мешалкой вызывает таклче большое количество конструктивных вариантов этих аппаратов. [c.308]