Влияние диффузионных сопротивлений на массопередачу с быстрой химической реакцией в условиях самопроизвольной межфазной конвекции в процессе жидкостной экстракции

• Автор: Вайсов, Дмитрий Вильданович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 205 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МАССОПЕРЕДАЧА В РЕЖИМЕ СМК В СИСТЕМЕ ЖИДКОСТЬЖИДКОСТЬ

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НА ДИФФУЗИОННЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ. МАССОПЕРЕДАЧА С БЫСТРОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ В РЕЖИМЕ СМК ЧЕРЕЗ ПЛОСКУЮ ГРАНИЦУ РАЗДЕЛА ФАЗ.

2.1. Выбор объектов исследования

2.2. Методика исследования массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз .
2.3. Методика обработки эксперимента по массопередаче в режиме СМК с быстрой химической реакцией на плоской границе раздела фаз
2.4. Методики обнаружения СМК при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз

2.5. Выбор определяющих параметров массопередачи с быстрой химической реакцией

в режиме СМК

2.6. Выбор начальной концентрации переносимого реагента при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз
2.7. Влияние концентрации связующего реагента на смену фазовых сопротивлений при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз.
2.8. Влияние принудительной конвекции на смену диффузионные сопротивления массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз.
2.9. Влияние вязкости на диффузионное сопротивление отдающей фазы при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК
2 Влияние вязкости на диффузионное сопротивление принимающей фазы при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК
2 Выводы по влиянию диффузионных сопротивлений на массопередачу с быстрой химической реакцией в режиме СМК через плоскую границу раздела фаз
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СВЯЗУЮЩЕГО РЕАГЕНТА НА СМЕНУ ФАЗОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ПРИ МАССОПЕРЕДАЧЕ С БЫСТРОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ В РЕЖИМЕ СМК ЧЕРЕЗ СФЕРИЧЕСКУЮ ГРАНИЦУ РАЗДЕЛА ФАЗ.
3.1. Методика исследования массоиередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз.
3.2. Методика обработки эксперимента но изучению массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз
3.3. Методика определения концевых эффектов при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз
3.4. Методики обнаружения и идентификации СМК при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз
3.5. Выбор начальной концентрации переносимого реагента для исследования влияния концентрации связующего реагента на смену фазовых сопротивлений при массопередаче с химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз.
3.6. Обоснование выбора времени канлеобразования и высоты экстракционной колонны для изучения закономерностей массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК.
3.7. Влияние концентрации связующего реагента в капле на величину концевого эффекта при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК в каплю.
3.8. Влияние концентрации переносимого реагента в капле на величину концевого эффекта при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК из капли
3.9. Влияние концентрации связующего реагента на смену фазовых сопротивлений при
массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК в каплю
3 Влияние концентрации связующего реагента на смену фазовых сопротивлений при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК из капли
3 Выводы по влиянию концентрации связующего реагепта на смену фазовых сопротивлений при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК через сферическую границу раздела фаз
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МАССОПЕРЕДАЧИ С БЫСТРОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ В РЕЖИМЕ СМК.
4.1 Оценка гидродинамических параметров конвективного движении на плоской границе раздела фаз при массопередаче с быст рой химической реакцией в режиме СМК
4.2 Математическое описание процесса массонередачи с быстрой химической реакцией
в режиме СМК.
4.3 Обсуждение применимости параметров двухэкспоненциальной функции для анализа ситу ации вблизи границы раздела фаз при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК.
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СМЕНЫ ФАЗОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА МАССОПЕРЕДАЧУ С БЫСТРОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ В РЕЖИМЕ СМК В РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЕ.
5.1. Методика исследования массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК на распылительной колонне
5.2. Методика обработки эксперимента но изучению массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК на распылительной колонне.
. Влияние концентрации связующего реагента на смену фазовых сопротивлений при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК в распылительной колонне
5.4. Влияние концентрации связующего реагента на изменение коэффициента массопередачи по высоте распылительной колонны при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СМЕНЫ ФАЗОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ НА МАССОПЕРЕДАЧУ С БЫСТРОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИЕЙ В РЕЖИМЕ СМК В ТАРЕЛЬЧАТОЙ КОЛОННЕ
6.1. Методика исследования массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК в тарельчатой колонне
6.2. Методика обработки эксперимента по изучению массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК в тарельчатой колонне.
. Влияние смены фазовых сопротивлений на параметры массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК в тарельчатой колонне.
6.4 Оценка влияния движущей силы процесса массопередачи в режиме СМК на эффективность тарельчатой колонны
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Концевой эффект впервые отмечен Шервудом , v, при экстракции уксусной кислоты из одиночных капель бензола и метилизобутилкетона, поднимающихся через неподвижный водный слой, высота которого в ходе опытов изменялась. При этом экстраполяцией линии распределения степени экстракции по высоте до нулевой высоты колонны было установлено, что от общего количества извлекаемого в колонне вещества экстрагируется в месте образования капель, то есть в месте ввода дисперсной фазы в колонну. Гельперин, Ассмус, . В качестве возможной причины этого эффекта принимали турбулизацию потока i, , вызвапную слиянием капель у поверхности раздела. Однако в ряде опытов i, установлено, что концевой эффект проявляется в месте ввода в колонну сплошной фазы, а не у поверхности раздела фаз. Вклад в массопередачу концевого эффекта при коагуляции капель у поверхности раздела фаз согласно работам Лосев, , , , , , Броушитейн, Железняк, всегда по крайней мере на порядок меньше концевого эффекта при обраювании капель. В качестве причины повышенной интенсивности массопередачи в месте ввода дисперсной фазы указывалось наличие циркуляционных токов внутри капли в период ее образования и отделения от распылителя Гельперин, Ассмус, , с. Однако в нормальных условиях работы распылительных колонн время образования капель настолько мало, что нельзя ожидать высокой интенсивности массопередачи в этой части колонны. Столь большие значения концевого эффекта при малых временах контакта противоречат общепринятым представлениям о механизме массопередачи Гидродинамика, , с. Массопередача при образовании капель была названа входным концевым эффектом, а при коагуляции капель на границе раздела фаз выходным концевым эффектом. Справедливо считается Гидродинамика, , с. Высокую интенсивность массообмена во время каплеобразования можно объяснить наличием СМК в системах, на которых определялся концевой эффект. Так Гольден , для систем минеральное масло пропиоиовая кислота вода нашел, что примерно перенесенного вещества в период образования и коалесценции капель может быть отнесено за счет межфазных явлений. В разделе 2. СМК. Таким образом, высокие значения входного концевого эффекта в экстракционных системах с переносимым веществом, обладающим поверхностноактивными свойствами, объясняется существованием СМК в момент образования капли, а отсутствие выходного концевого эффекта при коагуляции капель на границе раздела фаз объясняется затуханием СМК к моменту завершения процесса экстракции. Обзор литературных работ говорит о повышенном интересе к проведению в режиме СМК процессов массообмена в химической технологии, но работ, посвященных расчету массообменных аппаратов, нет. Проблема расчета заключается в том, что диффузионые сопротивления, величину которых нужно знать для расчета процесса массопередачи в режиме СМК, зависят от движущей силы. В соответствии с вышеизложенным описанием проблемы в настоящей работе ставятся следующие задачи. Выбрать значимые физикохимические факторы, влияющие на диффузионные сопротивления массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК. Изучить влияние физикохимических факторов на диффузионные сопротивления и параметры массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК на плоской и сферической границах раздела фаз. Определить интервалы варьирования физикохимических факторов и критические значения параметров массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК на плоской и сферической границах раздела фаз. Изучить кинетику процесса массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК. Получить корреляционное уравнение массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК для обработки экспериментальных данных. Объяснить закономерности массопередачи с быстрой химической реакцией в режиме СМК на распылительной и тарельчатой колоннах. Определить интервалы варьирования концентраций переносимого и связующего реагентов на распылительной и тарельчатой колоннах при массопередаче с быстрой химической реакцией в режиме СМК. Оценить влияние СМК на эффективность колонного экстрактора в стационарной задаче массообмена с быстрой химической реакцией в режиме СМК.