Равновесие между фазами при абсорбции

Равновесие гетерогенных процессов определяется константой равновесия химических реакций, законом распределения компонентов между фазами и правилом фаз. Равновесие между исходными реагентами и продуктами химической реакции, происходящей в одной из фаз, определяется константой равновесия Кр, Кс или Kw так же, как и для гомогенных процессов. При расчете и моделировании гетерогенных процессов степень приближения к равновесию характеризуется критерием равновесия Ра. Равновесные концентрации компонентов в соприкасающихся фазах определяются законом распределения вещества, который устанавливает постоянное соотношение между равновесными концентрациями вещества в двух фазах системы при определенной температуре. Постоянство соотношения не нарушается при изменении начальной концентрации компонента или общего давления в системе. На законе распределения основаны такие промышленные процессы, как абсорбция газов жидкостями, десорбция газов, экстрагирование и т. п. При моделировании процессов массопередачи подобие характеризуется критерием равновесности в следующем виде [c.151]

Статика абсорбции, т. е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие [c.9]

Протекание абсорбционных процессов характеризуется равновесием между фазами (статикой абсорбции), а также скоростью процесса массообмена, свойствами поглотителя, поглощаемого компонента и инертного газа, способом соприкосновения фаз (кинетикой абсорбции) [292]. [c.189]

Статика абсорбции, т. е. равновесие между фазами, определяется термодинамическими свойствами и составом газа и абсорбента. [c.63]

При рассмотрении методов расчета абсорбции и жидкостной экстракции ограничимся простыми случаями, когда процесс осуществляется в соответствии со схемами, показанными на рис. 111.1. Кроме того, будем считать, что в массопереносе участвует лишь один из компонентов системы. Тогда кажДую фазу можно считать бинарным раствором, состоящим из распределяемого компонента (вещество, участвующее в массопереносе) и инертного компонента (остальные вещества). Для характеристики составов фаз в этом случае достаточно указать концентрацию распределяемого компонента, а равновесие между фазами можно описать одной функцией — функцией [c.42]

Равновесие между фазами. При абсорбции содержание газа в растворе зависит от свойств газа и жидкости, давления, температуры и состава газовой фазы (парциального давления растворяющегося газа в газовой смеси). [c.434]

Построение кривой равновесия, рабочей линии и теоретических тарелок. Процесс абсорбции возможен при отсутствии равновесия между фазами и продолжается до тех пор, пока не уравняются скорости перехода поглощаемого вещества из одной фазы в другую, т. е. до состояния равновесия. [c.127]

Равновесие между фазами при физической абсорбции [c.29]

При малых скоростях газа из-за недостаточной интенсивности перемешивания на тарелках не достигается равновесия между фазами. При скоростях газа больше определенного значения эффект также мал, так как газ не приходит в достаточно полное соприкосновение с жидкостью. Кроме того, при больших скоростях газа требуется большее расстояние между тарелками, чтобы газ подошел к вышележащей тарелке совершенно освобожденный от капель абсорбента. Это в свою очередь обусловливает большую высоту абсорбера и, следовательно, его повышенную металлоемкость. При повышении давления абсорбции газ становится более плотным и трудно [c.208]

Химические реакции (I) и (2) в процессе абсорбции сероводорода оказывают заметное влияние не только на равновесие между фазами, но и на кинетику абсорбции. Кинетические закономерности реакции дополняют в этом случае кинетику абсорбции, определяемую скоростью массообмена. [c.45]

Протекание химической реакции в процессе абсорбции оказывает влияние как на равновесие между фазами (стр. 37), так и на кинетику абсорбции. В этом случае кинетика абсорбции определяется не только скоростью массообмена, но и кинетическими закономерностями реакции. [c.129]

Равновесие между фазами устанавливается лишь при весьма продолжительном соприкосновении между ними. Обычно при абсорбции соприкосновение фаз происходит в течение ограниченного времени и поэтому количество вещества, переходящего из одной фазы в другую, [c.7]

Массообменные процессы обратимы, т. е. направление переноса компонентов смеси может изменяться в зависимости от рабочих условий (давления, температуры) и свойств разделяемой смеси. Перенос вещества прекращается при достижении состояния равновесия между фазами. К массообменным процессам относятся перегонка, ректификация, абсорбция, экстракция, адсорбция, сушка. [c.191]

При постоянной температуре и данной плотности раствора изменение его оптической плотности в функции от давления не может дать непосредственно кривую растворимости, так как нужно учесть изменение коэффициента абсорбции растворенного вещества с давлением. Эта поправка находится путем изучения ненасыщенного раствора известной концентрации при различных давлениях. Достоинство метода заключается в том, что измерение концентрации газовой фазы не нарушает равновесия между фазами. Метод пригоден только для разбавленных растворов. [c.467]

Статика абсорбции, т. е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие между фазами определяется термодинамическими свойствами компонента и поглотителя и зависит от состава одной из фаз, температуры и давления. [c.8]

Абсорбция и десорбция — это два основных массообменных процесса, на которых базируется абсорбционный метод разделения нефтяных и природных газов. Физическая сущность процессов заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется при прочих равных условиях разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью), и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то протекает процесс десорбции (выделение газа из жидкости). Для практических расчетов более удобно выражать движущую силу не через парциальные давления, а через концентрации соответствующих компонентов (парциальное давление пропорционально концентрации, поэтому в качестве определяющего параметра можно принять в данном случае любой из них). [c.195]

Физическая сущность абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости. Достижение состояния равновесия в системе газ — жидкость зависит от диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. Движущая сила диффузии определяется разностью парциальных давлений извлекаемого компонента в газовой и жидкой фазах. Если парциальное давление компонента в газовой фазе выше, чем в жидкой, то происходит процесс абсорбции (поглощение газа жидкостью) и наоборот, если парциальное давление извлекаемого компонента в газовой фазе ниже, чем в жидкой, то происходит десорбция (выделение газа из жидкости). [c.83]

Физическая сущность процессов абсорбции и десорбции заключается в достижении равновесия между взаимодействующими потоками газа и жидкости за счет диффузии (переноса) вещества из одной фазы в другую. [c.41]

Процессы, применяемые при низкотемпературном разделении газовых смесей, являются массообменными, или диффузионными, процессами, так как в них участвуют две фазы жидкая и парогазовая (конденсация, абсорбция и ректификация) и твердая и парогазовая (адсорбция). В процессе массопередачи осуществляется переход вещества из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия между двумя фазами. Движущей силой процесса массопередачи является разность химических потенциалов, которую при инженерных расчетах удобнее выражать через разность концентраций разделяемых компонентов в паровой ур — у) и жидкой (х-хр) фазах, которая определяется как разность между рабочими у, х и равновесными Ур, хр концентрациями или равновесными и рабочими концентрациями в зависимости от того, какая из них больше. Переход вещества из одной фазы в другую осуществляется до момента достижения динамического равновесия, что требует достаточно большой продолжительности или поверхности контакта между фазами. [c.32]

Гетерогенная модель. Если скорость процесса массопередачи мала или сравнима со скоростью реакции Гел, то равновесие между газом и жидкостью не достигается нигде в объеме аппарата. Поэтому для расчета степени превращения уравнения (5.13) и (5.14) должны быть решены одновременно. В этом случае конверсия строго зависит от величины межфазной поверхности а, и выбор условий проведения процесса более сложен, чем в первом случае. Типичными примерами таких ситуаций являются процессы абсорбции, сопровождающиеся химической реакцией абсорбируемого компонента в жидкой фазе. [c.241]

Появление экстремума У с достижением равновесия (при этом выше сечения абсорбера, соответствуюш,его экстремуму, происходит абсорбция компонента, а ниже—его десорбция), невозможное (в случае конечной Р) при изотермической абсорбции нелетучим поглотителем, объясняется тем, что подход к равновесию и переход за точку равновесия осущ,ествляются в результате протекания другого процесса—испарения поглотителя или теплообмена между фазами. [c.264]

В четвёртом разделе приведены основные уравнения расчета равновесия фаз многокомпонентной смеси, учета эффективности массообмена между фазами. Изложены основные уравнения и алгоритмы расчета процессов ректификации, абсорбции, экстракции. [c.3]

Равновесие в системе Ж—Г характеризуется правилом фаз, указывающим необходимые условия существования данного количества фаз, т. е. число параметров, характеризующих равновесие, законом распределения компонента между фазами и константой равновесия химических реакций. Для перечисленных процессов характерны главным образом двухфазные системы, содержащие один, два и более компонентов. Фазовое равновесие для этих систем изображается в виде диаграмм состав — свойство, чаще всего состав — температура кипения. Так, например, диаграмма состав — температура кипения трехкомпонентной системы Н2О—НМОз—Н2504 (рис. 75) позволяет определить равновесные составы жидкости и паров кипящих смесей или температуры кипения смесей заданного состава при равновесии. На анализе этой диаграммы и расчетах при помощи ее основано производство концентрированной азотной кислоты ректификацией смесей разбавленной азотной и концентрированной серной кислот. Графическое изображение распределения компонентов между фазами при равновесии дается, например, в координатах С —где — равновесное содержание компонента в газовой фазе С ж—содержание компонента в жидкой фазе. Для процессов абсорбции и [c.156]

Кинетика процесса абсорбции. При отсутствии равновесия между газовой и жидкой фазами происходит перенос вещества из одной фазы в другую. Процесс массопередачи состоит из переноса вещества в пределах каждой из фаз (массоотдача) и переноса вещества через границу раздела фаз. [c.280]

При протекании необратимой химической реакции между поглощаемым компонентом и абсорбентом (или его активной частью) для равновесного состояния характерно нулевое содержание компонента в газовой фазе (линия 1 на рис. 11.16) — до тех пор, пока количество поглощаемого компонента меньше требуемого по стехиометрии количества поглотителя. При полном связывании поглотителя (или его активной части) поглощаемый компонент будет распределяться между фазами, как и в случае физической абсорбции, в соответствии с линиями равновесия. [c.926]

Как правило, схема процессов абсорбции углеводородов сравнительно проста. При первичном процессе какие-либо основные или побочные химические реакции не протекают часто вполне применимы уравнения равновесия между паром и жидкость)о, выведенные из законов для идеальных растворов. Поскольку массообмен в этих случаях не усложняется протеканием химических реакций в жидкой фазе, проектные расчеты могут основываться на обычных концепциях коэффициента абсорбции и теоретической тарелки. Важнейшим осложняющим фактором при расчете абсорбционных установок для выделения углеводородных продуктов часто является присутствие весьма многочисленных компонентов. Это не только чрезвычайно сильно усложняет вычисления, но и вызывает необходимость располагать обширными данными по равновесиям для этих многочисленных компонентов. Равновесные данные для сравнительно простых смесей парафиновых углеводородов, встречающихся при процессах абсорбции природного газа, подробно рассматриваются в литературе. Методика расчета таких установок вполне установилась и с достаточной полнотой изложена в ряде руководств [39—41]. Кроме того, в коксовом газе наряду с азотистыми, сернистыми и кислородными соединениями содержатся многочисленные циклические углеводороды и поэтому методика расчета установок для выделения углеводородов из таких газовых систем разработана несколько меньше. Поскольку удаление нафталина является важной фазой очистки каменноугольного газа, используемого в качестве бытового топлива (вследствие частого образования твердых [c.371]

Совершенно не обязательно проводить абсорбцию на каждой ступени чистым поглотителем. Для практически полного разделения смеси вполне достаточно вводить чистый поглотитель только один раз и подавать его на последнюю ступень разделения, а затем последовательно передавать на предыдущие ступени, т. е. использовать принцип противотока. Вывод отработанного поглотителя при этом осуществляется с первой ступени абсорбции. В этом случае основное условие абсорбции всегда соблюдается, так как газ контактирует с поглотителем, насыщенным на предыдущей ступени компонентами, имеющими меньшее давление паров. Каждая ступень разделения при этом является идеальной и называется теоретической ступенью, поскольку продолжительность взаимодействия между фазами достаточна для достижения равновесия между ними. [c.40]

Вследствие растворения окислов азота в кислоте происходит снижение парциального давления их над тарелкой, что, в конечном счете, завышает значение коэффициента С при его экспериментальном определении. В этом случае коэффициент С отражает не только степень достижения химического равновесия между окислами азота и кислотой, но и степень достижения физического (фазового) равновесия между жидкой и газовой фазами. Так как оба указанных процесса идут параллельно и связаны друг с другом, то для более правильного описания процесса абсорбции окислов азота их нельзя рассматривать изолированно. Оба процесса можно связать посредством уравнения [c.179]

На поверхности соприкосновения газовой и жидкой фаз скорость абсорбции ограничивается установлением равновесия. Путем интенсивного перемешивания обеих фаз можно сдвинуть равновесие между ними и снизить диффузионное сопротивление в обеих фазах. Одним из таких методов является установление барботажного режима абсорбции окислов азота, главным образом в абсорбционной колонне с ситчатыми тарелками. [c.143]

Перенос распределяемого вещества пропсходит всегда из фазы, где его содержание выше равновесного, в фазу, в которой концентрация этого вещества ниже равновесной. Так, в процессе абсорбции распределяемое вещество переходит из газовой фазы в жидкую. В процессах перегонки и ректификации двухкомпонентной смеси болье летучее вещество преходит из жидкой фазы в паровую до тех пор, пока не наступит равновесие между фазами по содержанию этoгJ компонента. [c.159]

Принципиально непрерывный процесс физической абсорбции может быть организован по рассмотренной вьипе ступенчатой противоточной схеме. Однако в том случае, когда для разделения необходимо значительное количество теоретических ступеней, такая схема становится громоздкой. Кроме того, до сих пор говорилось лишь о равновесных состояниях, которые устанавливаются при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Как отмечалось в подразделе 1.4.1, установление равновесия в системе газ—жидкость заключается в выравнивании локальных концентраций в объеме фаз. Перенос массы в пределах каждой фазы (массоперенос) осуществляется в основном за счет процессов конвективной диффузии. Скорость массообмена между фазами определяется разностью концентраций текущей средней концентрации в объеме фазы и концентрации компонента, зависящей от концентрации в другой фазе, которая будет иметь место после установления равновесия. Эта разность концентраций называется движущей силой абсорбции. Скорость массообмена зависит также от поверхности соприкосновения фаз и скорости конвективной диффузии, которая в свою очередь определяется физико-химическими свойствами участвующих в процессе веществ, скоростями движения фаз и видом массообмешюго устройства. Скорость массообмена существенно падает при приближении к равновесию, поэтому рассмотренная выше схема ступенчатого контакта, в которой на каждой ступени достигается состояние, близкое к равновесию, неэффективна при необходимости большого числа теоретических ступеней разделения. [c.41]

Абсорбция — это процесс поглощения газа жидкостью путем диф фузии его в поглотитель (абсорбент). В промышленности абсорбциу используется для очистки, разделения газовой смеси или извлечени5. из нее требуемых компонентов. При этом происходит переход одногс из компонентов газовой фазы в жидкую (процесс массообмена) пр нарушении равновесия между фазами. На поверхности раздела фа образуются два ламинарно движущихся слоя (газа и жидкости) через которые поглощаемое вещество перемещается за счет молекуляр ной диффузии. Во всей же массе жидкости или газа перенос погло щаемого компонента осуществляется движущимися частицами за сче-конвективной диффузии. Таким образом, механизм процесса абсорбцш сводится к молекулярной и конвективной диффузии. [c.368]

В химической технологии большое значение имеют процессы диффузионного обмена веществом между фазами. Сюда относятся с одной стороны перегонка (ректификация) жидких смесей,сдругой, — процессы абсорбции (поглощения газов жидкостями) и экстракции (переноса вещества меящу двумя несмешивающими ся яшдкими фазами). Перегонка представляет собой многократное повторение процессов испарения и конденсации при переменном составе жидкой смеси. Поглощение газа жидкостью подобно процессу конденсации, с той лишь разницей, что к диффузионному сопротивлению газа добавляется диффузионное сопротивление конденсированной фазы. Если абсорбция не сопровождается медленными химическими реакциями, то на поверхности устанавливается равновесие между концентрациями диффундирующего вещества в газовой и жидкой фазах. При стационарном протекании процесса он может быть описан моделью двух пленок газовой и жидкой. Как и всегда в подобных случаях, действует закон сложения последовательных сопротивлений [c.166]

Абсорбцией называют процесс поглощения растворимого компонента газовой смеси жидким поглотителем. Абсорбцию применяют в промышленности для получения готового продукта (производство кислот), разделения газовых смесей (получение бензола из коксового газа), улавливания вредных (НгЗ, СО, влага) и ценных (рекуперация спиртов и др.) компонентов. При абсорбции происходит контакт жидкости и газа при этом масса одного из компонентов газовой фазы переносится в жидкую фазу или наооорот (десорбция). При наличии разности концентраций ИJIИ парциальных давлений между фазами (движущая сила процесса) происходит процесс массопередачи, который прекращается при достижении состояния равновесия. [c.336]

Для обратимой химической реакции между поглощаемым компонентом и абсорбентом (или его активной частью) содержание компонента в газовой фазе (Уобр) определяется константой равновесия химической реакции, а при его избытке он также будет перераспределяться между фазами по законам физической абсорбции (линия 2 на рис. 11.16). [c.926]

Когда карбонизация аммиачного рассола протекает непрерывно с достаточно большой скоростью, процесс абсорбции СОг опережает процесс кристаллизации NaH Os (т. е. в средней стадии карбонизации, образуется метастабильный раствор) при этом отсутствует равновесие между жидкой и твердой фазами, т. е. кривая изображает процесс неравновесной карбонизации. [c.264]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология