Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Гончаров А.И -> "Химическая технология, ч. 1." -> 66

Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И

Гончаров А.И, Середа И.П Химическая технология, ч. 1. — Киев, издательское объединение «Вища школа», 1979. — 288 c.
Скачать (прямая ссылка): goncharoff1.djv
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 133 >> Следующая


Молекулярна дифузія. Молекулярною дифузією називається перенесення речовини, зумовлене безпорядним тепловим рухом молекул, атомів, іонів або колоїдних часточок. Молекулярна дифузія описується першим законом Фіка, відповідно до якого маса речовини dM, що продифундувала за час &% через елементарну поверхню dF (нормальну

до напрямку дифузії), пропорційна градієнту концентрації -^-

цієї речовини

ііг

dM = — DdFdx (119)

або лс

M=z-DFr-dT- <12°)

Отже, питомий потік речовини, перенесеної молекулярною дифузією через одиницю поверхні (F = 1) в одиницю часу (т = 1), тобто швидкість молекулярної дифузії буде:

M л dc

«M = T- — ^- 021)

Коефіцієнт пропорційності D в рівняннях (119), (120) і (121) називається коефіцієнтом молекулярної дифузії. Знак мінус перед правою частиною вказує на те, що молекулярна дифузія завжди відбувається в напрямі зменшення концентрації компонента, що розподіляється.

Масопередача з твердою фазою. В основі таких поширених процесів хімічної технології, як адсорбція, сушіння та екстракція з твердих матеріалів, лежать загальні закономірності масообміну з участю твердої фази. Масопередача між твердою фазою і рідиною, газом або парою, що рухаються, є результатом внутрішньої і зовнішньої дифузії. Перенесення речовини в нерухомому шарі твердого матеріалу зумовлює специфічний характер процесів масопередачі з твердою фазою порівняно з масопередачею в системах газ (пара) — рідина і рідина — рідина.

§ 2. РОЗДІЛЕННЯ ГАЗОВИХ СУМІШЕЙ АБСОРБЦІЄЮ І АДСОРБЦІЄЮ

Газові суміші розділяють послідовною конденсацією газів пои стисненні і зниженні температури; послідовним випарюванням газів з попередньо зріджених сумішей їх і абсорбційно-десорбційним та адсорбційно-десорбційним методами.

Абсорбційно-десорбційний метод розділення газових сумішей полягає в абсорбції і наступній десорбції газового компонента. Абсорбцією називають процес поглинання газів або парів з газових або парогазових сумішей рідкими поглиначами (абсорбентами). Якщо поглинутий газ (абсорбгив) взаємодіє з поглиначем (абсорбентом) і утворює хімічну сполуку, то процес називається х емосорбцією. Фізична абсорбція здебільшого процес зворотний. На цьому грунтується виділення поглинутого газу з розчину — десорбція.

У промисловості процеси абсорбції застосовуються для вилучення цінних компонентів з газових сумішей або для очищення газових сумішей від шкідливих домішок, в багатьох випадках процеси абсорбції є основними технологічними процесами виробництва. — Рівновага при абсорбції. При абсорбції вміст газу в розчині залежить від властивостей газу і рідини, тиску, температури і складу газової фази (парціального тиску в газовій суміші). Якщо в рідині розчиняється бінарна газова суміш (компонент А і носій В), тобто коли взаємодіють дві фази (Ф = 2), число компонентів дорівнює трьом (K = 3). Згідно з правилом фаз, число ступенів вільності системи також дорівнює трьом. Для системи газ—рідина змінними будуть температура, тиск і концентрація в обох фазах. Отже, в стані рівноваги при постійній температурі і загальному тиску залежність між парціальним тиском газу А (або його концентрацією) і складом рідкої фази однозначна. Вона виражається законом Генрі: парціальний тиск розчиненого газу рА пропорційний його мольній частці в розчині хА

Pa = Ex а* <122>

або розчинність газу в рідині при даній температурі пропорційна його парціальному тиску над рідиною

¦ Pa

ха = — • (123)

де рА — парціальний тиск газу, що поглинається і перебуває в рівновазі з розчином, концентрація якого хА; х'А— концентрація (в мол. долях) газу в розчині, рівноважному з газовою фазою, в якій парціальний тиск компонента дорівнює рА; E — коефіцієнт пропорційності, який називається коефіцієнтом, або константою, Генрі. Залежність E від температури виражається рівнянням

InE = —-^ + C1 (124)

де q — диференційна теплота розчинення газу; R — газова стала; C — стала, яка залежить від природи газу і поглинача.

Якщо уа—мольна частка компонента А в газовій суміші і р—загальний тиск у системі, то парціальний тиск рА, за законом Дальтона можна виразити такою залежністю:

Ра = РУ*а> U 25)

або

У а = -у *а< (126)

1

2

З

4

5 6 7 8

Рис. 69. Типи насадок: 1 — кільця Ращіга навалом; 2 — правильно складені кільця Рашіга з перегородками; S — насадка Гудлое; 4 — кільця Паля; 5 — насадка сСпрейпак»; б — сідла Берля; 7 — хордова

насадка; 8 — сідла сінталлокс».

Тоді закон Генрі можна виразити так:

у'А = тх, (127)

де т = EIp — коефіцієнт розподілу, або константа фазової рівноваги. Рівняння (127) показує, що числові значення величини т залежать від температури і тиску в системі: зменшуються із збільшенням тиску і зниженням температури. Отже, розчинність газу збільшується при підвищенні тиску і зниженні температури, Для цього охолоджують газ і рідкий поглинач перед абсорбцією або саму абсорбцію ведуть під тиском. Десорбція — процес, зворотний до процесу абсорбції, полягає у виділенні з рідини поглинутого нею газу.

Будова абсорбційних апаратів. Апарати, в яких здійснюються процеси абсорбції, називаються абсорберами. Оскільки процеси абсорбції відбуваються на поверхні поділу фаз, абсорбери повинні мати розвинену поверхню стикання між рідиною і газом.
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 133 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed