Зависимость эффективности массопередачи в ректификационной колонне с затопленной насадкой от соотношения фазовых сопротивлений с учетом структуры потоков в жидкой фазе

• Автор: Садовой, Игорь Иванович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 213 c. : ил

1.1. Физические основы работы насадочных колонн в режиме затопления .

1.2. Массопередача в ректификационных колоннах с затопленной насадкой II

1.3. Сравнение эффективности массопередачи в насадочных колоннах в режимах затопления и орошения

1.4. Методы определения фазовых сопротивлений . .

1.5. Соотношение фазовых сопротивлений в насадочных колоннах, колоннах с ситчатыми тарелками

и колоннах с затопленной насадкой .

1.6. Влияние вакуума на эффективность массопередачи в насадочных колоннах .

1.7. Гидродинамическая структура потоков при работе насадочных колонн в режимах затопления и орошения.

1.8. Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследования

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Описание экспериментальной установки

2.2. Выбор экспериментальных систем
2.3. Методика проведения экспериментов
2.3.1. Определение эффективности массопередачи .
2.3.2. Исследование гидродинамической структуры
потоков
2.3.3. Методика анализа концентраций .
Глава 3. Обсуждение результатов.
3.1. Эффективность массопередачи при работе яасадочяой ректификационной колонны в режимах затопления и орошения
3.2. Зависимость эффективности массопередачи в колонне с затопленной насадкой от распределения фазовых сопротивлений
3.3. Продольное перемешивание в жидкой фазе при ректификации в режимах затопления и орошения одномерная двухпараметрическая диффузионная модель.
3.4. Эффективность массопередачи и соотношение фазовых сопротивлений с учетом продольного перемешивания в жидкой фазе .
3.4.1. Влияние гидродинамической структуры потоков на эффективность ректификации разбавленных растворов в условиях безотборного режима работы.
3.4.2. Обсуждение результатов влияния продольного перемешивания на эффективность массопередачи по одномерной двухпараметрической диффузионной модели ПО
3.4.3. Решение одномерной диффузионной модели с распределенной застойной зоной методом модифицированных моментов. ИЗ
3.4.4. Обсуждение результатов влияния продольного
перемешивания на эффективность массопередачи по одномерной диффузионной модели о
распределенной застойной зоной .
3.4.5. Соотношение фазовых сопротивлений с учетом продольного перемешивания в жидкой
Выводы
Условные обозначения
Литература


Из вышеизложенного следует, что режим затопления является наиболее эффективным режимом работы насадочных колонн. Однако, в литературе нет достаточного количества данных, чтобы ответить на вопрос, для каких систем использование КЗН дает наибольший эффект для систем, в которых процесс массопередачи лимитируется паровой фазой, жидкой фазой или когда фазовые сопротивления соизмеримы. Методы определения фазовых сопротивлений. Как следует из п. ВЕЛ или коэффициента массопередачи. Диффузионные сопротивления в паровой и жидкой фазах или коэффициенты массоотдачи не могут быть определены непосредственно из опыта, т. Кроме того, коэффициент массоотдачи является не физической константой, а кинетической характеристикой, зависящей от физических свойств фазы плотности, вязкости и др. Из этого следует, что коэффициенты массоотдачи являются функцией многих переменных, что значительно осложняет их расчет. Поэтому для нахождения по экспериментальным данным коэффициентов массоотдачи прибегают к тем или иным косвенным методам. Все методы имеют свои особенности и определенные области применения. В приводится обзор этих методов. Методы определения коэффициентов массоотдачи можно разбить на несколько групп. К первой группе автор относит методы, по которым коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой х фазах находят из опытов с двумя различными системами газжидкость. Опыты ведут в таких условиях, когда заведомо можно пренебречь сопротивлением одной из фаз. Такие методы характерны в основном для изучения процесса абсорбции. Доля каждого из фазовых сопротивлений в общем сопротивлении определяется не только значениями Ру и Р , но главным образом значением тангенса угла наклона линии равновесия ПЬ При небольших 1 хорошо растворимые газы член 1у мал, т. При средних значениях П7 умеренно растворимые газы сопротивления соизмеримы, т. В качестве грубой ориентировки автор предлагает рассматривать газы как хорошо растворимые при, как плохо растворимые при 1 0, а при 1 как умеренно растворимые. СНъСОСНз. Причем, в зависимости от фазы, лимитирующей процесс массопередачи, предлагается выбирать тот или иной тип аппарата, обеспечивающего надлежащую скорость диффузионных процессов. Так в случае хорошо растворимого в жидкости компонента, чтобы получить значительную скорость в этом процессе, автор считает необходимым создавать такие условия, при которых пограничный ламинарный слой сократился бы на сколько возможно. Для этого применяется разбрызгивание жидкости в газе. Если функционирует слабо растворимый компонент, то активное сопротивление оказывает жидкий слой, и поэтому предлагается создавать такие условия, при которых жидкость будет оильно перемешиваться, вследствие чего толщина ее пограничного слоя значительно уменьшится. Достигается это барботажем газа через жидкость. Наконец, в случае диффузии компонента со средней растворимостью в жидкости фазовые сопротивления соизмеримы. Здесь необходимо создавать условия, обеспечивающие хорошее перемешивание обеих фаз. Эта цель достигается применением колонн с насадкой. Яву И Яву . Если РуО. Рха 1. КоуОк ЯгП 3 , 1. В Рх 0. СЬ . Если проведена серия опытов при постоянной скорости жидкости и при изменяющейся окорости пара, то величины и В будут постоянными, и последнее уравнение в координатах рКоуСу изобразится прямой линией, причем угловой коэффициент этой прямой равен , а отрезок, отсекаемый на оси ординат, равен В. Отсюда нетрудно вычислить коэффициенты массоотдачи. Рассмотренные выше методы рекомендуются для аппаратов с фиксированной поверхностью массопередачи, а также для аппаратов, в которых поверхность массопередачи не зависит от скорости пара насадочные колонны при режимах ниже точки подвисания. Для колонн с барботажными тарелками изза значительного взаимодействия потоков фаз и зависимости поверхности контакта фаз от скорости пара использование этих методов затруднительно. Применительно к процессу ректификации суть метода состоит в следунцем. Ьоц МЬх,У Ьоуг 4 т2Нх,2 . Для разбавленных бинарных растворов, имеющих одинаковый растворитель, различие в величинах как Аи так и ку и к. Ъу и жидкой Ту фазах, т. II, , и 0,7 .