Материальный баланс массообменных процессов

Рассмотрим схему элементарного массообменного аппарата, в котором происходит массообмен между двумя движущимися прямо­током фазами. Массовые скорости фаз относительно поверхности их раздела, выраженные в килограммах инертного вещества в час, обозначим G и L, а концентрации распределяемого вещества (в килограммах на килограмм инерт­ного вещества) — соответственно у и х

переходить из фазы G в фазу L, а концентрация в фазе G будет уменьшаться от у _н до У_к, соответственно концентрация в фазе L увеличится от х_н до Зс_к.

Для.бесконечно малой площади поверхности аппарата dF

Интегрируя это уравнение в пределах изменения концентраций распределяемого вещества в аппарате, получим

откуда определим массовые расходы

Интегрируя уравнение в пределах от начальных до теку­щих концентраций, получим откуда опреде­лим связь между текущими концентрациями

Аналогично для противоточного движения фаз

где

Из уравнений (16.7) и (16.8) легко видеть, что связь между теку­щими концентрациями распределяемого вещества подчиняется линейным уравнениям. Уравнение прямой, выражающее зависи­мость между фактическими (рабочими) концентрациями, назы­вается рабочей линией процесса.

50.Барботажные массообменные аппараты Ситчатые тарелки с переливными

устройствами:

1— тарелка; 2 — переливное устройство; 3, 4 —пороги

Тарельчатые барботажные колонны являются эффективными и наиболее распространенными аппаратами, внутри которых одна под другой размещено определенное количество горизонтальных пер­форированных перегородок — тарелок, обеспечивающих течение жидкости сверху вниз, а пара — снизу вверх.

Тарельчатые колонны бывают с колпачковыми, клапанными, провальными ситчатыми тарелками, на которых имеет место неор­ганизованный перелив жидкости через отверстия, и с ситчатыми тарелками с переливными устройствами.

Более устойчиво работают ситчатые тарелки с переливными устройствами. Эти аппараты (рис. 17.10) имеют горизонтальные тарелки, переливные устройства и пороги. Порог 3 служит для разрушения пены, стекающей с выше- расположенной тарелки, а порог 4 — для поддержания высоты столба жидкости на тарелке. Жидкость поступает на верхнюю тарелку, переливается через переливные устройства сверху вниз и удаляется из нижней части аппарата. Газ (пар) вводится в нижнюю часть аппарата и перемещается вверх, распределяясь на каждой тарелке в виде пузырьков или факелов.

КОЛПАЧКОВЫЕ ТАРЕЛКИ

В тарелках этого типа в место обычных отверстий устанавливают небольшие патрубки с верху закрытые колпачками,в отличии от сетчатых тарелок они не засоряются тведыми примесями и поэтому применяются в спиртовой промышленности в составе ректифик. Колонн. Для лучшего диспергирования пара колпачки имеют зубчатые края. Их прим при значительных изменениях нагрузок по газу и жидкости. Недостатки: сложность констр и высокое гидравлич сопрот.

КЛАПАННЫЕ ТАРЕЛКИ

1- клапан 2-кронштейн ограничитель

3-тарелка

Плоский клапан 1 при отсутствии давления с низу перекрывает отверстие, когда давление под тарелкой возрастает клапан поднимается и пропускает газ или пар поэтому работа колонны с клап тарелками устойчива даже при колебаниях давления

ЧЕШУЙЧАТАЯ СТРУЙНАЯ ТАРЕЛКА

Пар направляется в сторону движения

жидкости и способствует уменьшению

падения уровня жидкости на тарелке

78.Адсорберы с неподвижным слоем адсорбера. В зависимости от организации адсорберы бывают: периодического и непрерывного действия. В пищевых произ­водствах применяют три группы адсорберов: с неподвижным сло­ем адсорбента; с подвижным сло­ем; с кипящим слоем адсорбента. Типичный аппарат первой группы — колонный адсорбер (рис. 7.21) для обесцвечивания сахарного сиропа. Колонна аппа­рата через верхний люк на всю вы­соту 6...10м загружается костно-угольной крошкой. На нижнюю решетку предварительно уклады­вают металлическое сито и на него фильтровальную ткань. Чис­тый сироп отбирается снизу и на­правляется на контрольное филь­трование для отделения мелких частиц угля, унесенных сиропом. По мере поглощения адсорбентом красящих веществ активность его падает и начинается «проскок» красящих веществ. Адсорбер ос­танавливается. Через нижний люк из него выгружают адсорбент и направляют его на регенерацию.

На предприятиях малой мощности обесцвечивание растворов проводят в мешалках, куда предварительно загружают костно-угольную крошку. Образовавшаяся суспензия перемешивается в те­чение определенного времени. Затем мешалка останавливается, а смесь подается на фильтр, где чистый раствор отделяется от уголь­ной крошки. Такая мешалка представляет собой простейший ад­сорбер с подвижным слоем адсорбента.

В пищевой промышленности адсорбция сопровождает техноло­гию очистки водно-спиртовых смесей в ликероводочных производ­ствах, при очистке и стабилизации вин, соков и других напитков. В свеклосахарном производстве адсорбция обеспечивает основную очистку диффузионного сока в процессе его сатурации, а также обесцвечивание сахарных сиропов перед кристаллизацией.