Презентация Массообменные процессы онлайн

Содержание слайда: МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Содержание слайда: Процессы массообмена Процессами массообмена называют такие процессы, в которых основную роль играет перенос вещества из одной фазы в другую. Движущей силой этих процессов является разность концентраций. Массообменные процессы обратимы, так как направления перехода вещества может измениться в зависимости от рабочих параметров. Перенос вещества прекращается при достижении равновесия между фазами.

Содержание слайда: Массопередача Процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия называют массопередачей.

Содержание слайда: Основное уравнение массопередачи Основным кинетическим уравнением массообменных процессов является уравнение массопередачи, которое основано на общих кинетических закономерностях физико-химических процессов. Скорость процесса [кг/(м2 с)] равна движущей силе ΔС, деленной на сопротивление R Здесь величина К характеризует скорость процесса переноса вещества из одной фазы в другую. По аналогии с процессом теплопередачи коэффициент К называют коэффициентом массопередачи.

Содержание слайда: Классификация массообменных процессов В дальнейшем при анализе массообменных процессов будем исходить из условия состояния границы контакта фаз, что существенно различает механизмы процессов переноса массы. По этому принципу массообменные процессы подразделяют на массопередачу в системах со свободной границей раздела фаз (газ - жидкость, пар - жидкость, жидкость - жидкость), массопередачу в системах с неподвижной (фиксированной) поверхностью контакта фаз (системы газ - твердое тело, пар – твердое тело, жидкость - твердое тело) массопередачу через полупроницаемые перегородки (мембраны).

Содержание слайда: Типы процессов массообмена Абсорбция Перегонка Экстракция Адсорбция Сушка Кристаллизация Десорбция Ректификация

Содержание слайда: Абсорбция и Десорбция Абсорбция - избирательное поглощение газов или паров жидким поглотителем. Этот процесс представляет собой переход вещества из газовой (или паровой) фазы в жидкую. Движущей силой яв-ся разность концентраций, т. к. парциальное давление компонентов пропорционально его концентраций. Оптимальная температура процесса 40’градусов, т. к. с повышением темп. Растворимость газов падает. Наиболее широко используется для разделения технологических газов и очистки газовых выбросов. Процесс, обратный абсорбции, т.е. выделение растворенного газа из жидкости, называют десорбцией.

Содержание слайда: Перегонка Перегонка - разделение исходной смеси на чистые компоненты за счет кипения. Этот процесс представляет собой переход компонентов из жидкой фазы в паровую и из паровой в жидкую. Процесс ректификации используется для разделения жидких смесей на составляющие их компоненты, получения сверхчистых жидкостей и для других целей.

Содержание слайда: Экстракция Экстракция - избирательное поглощение из жидкой смеси или твердых веществ жидкости жидким поглотителем. Этот процесс представляет собой переход извлекаемого вещества из одной жидкой фазы в другую. Процесс применяют для извлечения растворенного вещества или группы веществ сравнительно невысоких концентраций.

Содержание слайда: Адсорбция Адсорбция - избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкости веществ твердым поглотителем, способным поглощать одно или несколько веществ из смеси. Этот процесс представляет собой переход веществ из газовой, паровой или жидкой фазы в твердую. Адсорбцию применяют для извлечения того или иного вещества (или веществ) достаточно низкой концентрации из их смеси. Процесс, обратный адсорбции, т.е. выделение сорбированного вещества из твердого поглотителя, называют десорбцией.

Содержание слайда: Сушка Сушка -удаление влаги из твердого материала с помощью сушильного аппарата. Этот процесс представляет собой переход влаги из твердого влажного материала в газовую или паровую фазы. Сушку широко применяют в технике для предварительного обезвоживания перерабатываемых веществ или обезвоживания готового продукта.

Содержание слайда: Методы введения сушки Конвективная сушка – тепло к материалу подводят непосредственно к соприкосновению. Контактная сушка – тепло к материалу подводится через теплопередающую поверхность. Сушка диэлектриками – осуществляется токами высокой частоты, которые вызывают колебания молекул, что приводит к трению, следовательно повышается температура. Радиационная сушка – осуществляется инфракрасными лучами. Сублимационная сушка – сушка в глубоком вакууме при низких t , влага переходит в пар из твердой фазы, минуя жидкое состояние.

Содержание слайда: Статика сушки – процесс сушки можно рассматривать как процесс теплопередачи и массообмена. При сушке влага перемещается из глубины материала к поверхности, а затем удаляется из материала. Теплота необходимо для нагрева материла при сушке, подводится к поверхности материла т распространяется вглубь материала. Переход теплоты к массе происходит в противоположном направлении. Сушильным агентом чаще всего применяется атмосферный воздух, он характеризуется следующими показателями: Абсолютная влажность – количество водяного пара в кг, содержащегося в одном м влажного воздуха. Относительная влажность �� – отношение массы водяного пара, находящегося в 1 м влажного воздуха при данных условиях Р, к максимально возможному его количеству в условиях насыщения. �� можно выразить как отношение порциального давление водяного пара при данных условиях к упругости насыщенного водяного пара:

Содержание слайда: Ленточная сушилка

Содержание слайда:

Содержание слайда: Кристаллизация Кристаллизация - выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Этот процесс представляет собой переход вещества из жидкой фазы в твердую. Применяется, в частности, для получения веществ повышенной чистоты. Быстрое течение процесса дает мелкие кристаллы, которые трудно отфильтровать. При медленном течении процесса кристаллы получаются более крупные.

Содержание слайда: Цели процесса Температура Давление Перемешивание Внесение затравки

Содержание слайда: Методы введения процесса Кристаллизация при отводе тепла ( охлаждение, перемешивание, встряхивание, внесение затравки) Удаление части растворителя ( выпаривание, вымораживание) Принудительная циркуляция и перемешивание растворов Комбинированный метод удаляется часть растворителя под вакуумом раствора охлаждения

Содержание слайда: Выпарной аппарат-кристаллизатор с подвесной нагревательной камерой и двумя работающими поочередно нутч-фильтрами для отделения кристаллов от маточного раствора.

Содержание слайда: Вальцовый кристаллизатор Вальцовые кристаллизаторы представляют собой горизонтальный вращающейся охлаждаемый изнутри металлический барабан 1 (рисунок 5). он частично погружен в корыто 2 с кристаллизуемым раствором. Во избежание прежде временной кристаллизации корыто обогревается. Через полые валы 3, которые вращаются вместе с барабаном, внутрь которого поступает и удаляется с противоположного конца охлаждающая вода. Валы соединены с неподвижными трубопроводами. За один оборот барабана на его поверхности образуется плотный тонкий слой кристаллов, которые снимаются с барабана ножом 4.

Содержание слайда: Барабанный кристаллизатор водяного охлаждения Одним из наиболее распространенных механических кристаллизаторов является барабанный вращающийся кристаллизатор с водяным или воздушным охлаждением. Кристаллизатор с водяным охлаждением представляет собой вращающийся барабан, имеющийся водяную рубашку и установленный под небольшим углом к горизонту. Во избежание деформации рубашки между ней и корпусом в шахматном порядке вварены бобышки. На корпусе кристаллизатора закреплены два бандажа, каждый из которых опирается на две пары опорных роликов. Чтобы предупредить осевое скольжение барабана, у одного из бандажей устанавливается упорные ролики. Вращение барабана со скоростью 1-2 рад/сек.

Содержание слайда: Ректификация Ректификация – процесс многократного испарения исходной смеси за счет разных температур кипения компонентов смеси. Процесс ректификации осуществляют в колоннах, представляющих собой вертикальные цилиндрические аппараты, с контактными устройствами. Наибольшее распространение в промышленности получили ректификационные колонны, в которых в качестве контактных устройств используются колпачковые, ситчатые и провальные тарелки

Содержание слайда: На любой тарелке колонны происходит контакт между парами поднимающимися снизу колонны к жидкостью, стекающей на эту же тарелку. На любой тарелке колонны происходит контакт между парами поднимающимися снизу колонны к жидкостью, стекающей на эту же тарелку. При контакте этих же потоков происходит изменение состава фаз и обогащение паров НКК, а жидкости ВКК. Поднимающиеся вверх по колонне пары обогащаются НКК, а стекающих вниз жидкость ВКК. Контактирование встречных потоков фаз осуществляется до тех пор пока не будут достигнуты желаемые составы продуктов: верхнего, называемого ректификатом или дистиллятом и нижнего – кубовой остаток. Изменение составов фаз будет происходит в том случае если поток жидкости (или флегмы) будет более богат НКК чем жидкость, равновесная с паром, т.к. давление в колонне постоянно, то это условие будет достигаться если t потока жидкости будет меньше, чем t потока жидкости и пара. Наименьшая т будет в верхней части колонны, а самая высокая – в нижней. Поскольку в процессе ректификации должны участвовать два потока паров и жидкости, состоящие из одних и тех же компонентов, но с разными концентрациями, для обеспечения процесса ректификации в верхней части колонны отводят тепло, а в нижней части подводят тепло. При конденсации части паров в верхней части колонны образуется поток жидкости(орошение) флегмы, перетекающей с тарелки на тарелку.

Содержание слайда: Ректификационная колонна Колонна – это вертикальный цилиндрический аппарат, высота которого значительно больше по диаметру. Колонна состоит из вертикального корпуса с юбкой, устанавливается на фундамент. Внутри колонны монтируется контактные устройства: тарелки, отбойник, паровой маточник, штуцера для отвода целевых паров Ректификационные колонны применяются в процессах дистилляции, экстрактивной, ректификации, теплообмена между паром и жидкостью и в других процессах. Диаметр промышленных ректификационных колонн может достигать 16 метров, а высота 90 метров и более В зависимости от назначения колонны могут быть полными, которые имеют концентрационную и отгонную секции или неполными: укрепляющая колонна не имеет отгонной, а отгонная колонна – концентрационной секции В концентрационной колонне сырье вводится под нижнюю тарелку а в отгонной на верхнюю. Также различают простые и сложные колонны. В простые колонны сырье разделяется на два продукта, а в сложной колонне число отбираемых продуктов больше двух. Они могут выводится в виде боковых погонов.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Виды ректификационных колонн Есть 2 вида ректификационных колонн: 1-Тарельчатые – наз-т колонные аппараты, у которых внутренними устройствами в рабочей зоне являются тарелки Тарелки – это барботажное устройство, в котором при работе происходит массообменный процесс, т.е. переход компонента из одной фазы в другую в результате непосредственного контакта между рабочими средами

Содержание слайда: