Файл: Три способа переноса теплоты. Физические основы теплопередачи, основные понятия и определения. Тепловые балансы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 296
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
атмосферные колонны -
вакуумные (глубоковакуумные) колонны -
колонны, работающие под повышенным давлением (1…4 МПа)
-
По принципу действия:
-
колонны периодического действия -
колонны непрерывного действия
-
По способу межступенчатой передачи жидкости:
-
с переточными устройствами (с одним, двумя или более) -
без переточных устройств (провального типа)
-
По способу организации контакта парогазовой и жидкой фаз:
-
роторные -
насадочные -
тарельчатые -
пленочные
25. Сушка. Физическая сущность процесса. Способы тепловой сушки. Формы связи влаги с материалом.
Сушка - удаление влаги из твердых влажных материалов, в основном путем ее испарения. 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.
Сушка в технике осуществляются двумя основными способами:
-
нагреванием влажных материалов теплоносителем через твердую непроницаемую перегородку – так называемый процесс контактной сушки; -
нагреванием влажных материалов путем непосредственного контакта с газовым теплоносителем (воздух, топочные газы и др.) – так называемая газовая, или воздушная сушка. Газовую сушку часто называют воздушной потому, что в качестве высушивающего газа используется воздух.
Зависимость давления пара влаги над поверхностью материала от его влажности определяется типом молекул воды, связанных с материалом. Различают несколько форм связи влаги с материалом (в порядке убывающей энергии связи).
-
Химически связанная влага – вода гидроокисей, которая в результате реакции гидратации вошла в состав гидроокисей и соединений типа кристаллогидратов. -
Адсорбционно связанная влага обусловлена адсорбцией воды на наружной поверхности материала и на поверхности его пор. -
Осмотически связанная влага находится внутри структурного скелета материала и удерживается осмотическими силами.
В последних двух случаях связь воды с материалом имеет физико-химическую природу.
-
Капиллярно связанная влага заполняет макро- и микрокапилляры. Она механически связана с материалом и наиболее легко удаляется. Давление пара на поверхностью материала тем меньше, чем прочнее связь между водой и материалом. Наиболее прочна эта связь у гигроскопичных веществ. Давление пара над ними наиболее отличается от давления насыщенных паров.
Влажному материалу присущи все формы связи с водой, и очень трудно различить периоды сушки, соответствующие различным видам связи молекул воды с молекулами вещества.
26.
27.
28.
29. Адсорбция: физическая сущность и разновидности процесса. Классификация адсорбционных аппаратов.
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.
Разделение газовых и жидких смесей на отдельные компоненты (или группы компонентов) методом адсорбции позволяет получать большую глубину очистки, чем при использовании других массообменных процессов, таких как ректификации, экстракции и т.д.
Явление адсорбции связано с наличием сил притяжения между молекулами адсорбента и поглощаемого вещества. Адсорбция является одним из эффективных методов разделения газообразных и жидких смесей компонентов, отличающихся структурой молекул. Твердое вещество, на поверхности или в порах которого происходит концентрирование поглощаемого вещества, называется адсорбентом. Поглощаемое вещество, находящееся вне пор адсорбента, называется адсорбтивом, а после его перехода в адсорбированное состояние – абсорбатом.
Адсорбция наиболее эффективна в случае малого содержания извлекаемых компонентов в исходной смеси.
Различают два вида адсорбции – физическую и химическую.
При физической адсорбции молекулы поглощаемого вещества, находящиеся на поверхности адсорбента, не вступают с ним в химическое взаимодействие.
При хемосорбции молекулы поглощаемого вещества химически взаимодействуют с адсорбентом.
Процесс адсорбционного разделения прекращается, когда активная поверхность (или объем пор) адсорбента оказывается заполненной молекулами адсорбата. Если в слой адсорбента ввести небольшое количество разделяемой смеси, то адсорбироваться будут все ее компоненты. Это будет происходить до тех пор, пока вся активная поверхность не будет заполнена. Дальнейшее поступление исходной смеси в слой адсорбента приведет к тому, что молекулы с более высокой адсорбируемостью будут частично вытеснять с поверхности адсорбента молекулы вещества с меньшей адсорбируемостью и установится равновесие между адсорбированной и неадсорбированной средами.
Аппараты, в которых осуществляется процесс адсорбции, называются адсорберами.
По состоянию слоя адсорбента в аппарате адсорберы можно разделить на три группы:
-
адсорберы с неподвижным слоем адсорбента (аппараты периодического действия); -
адсорберы с псевдоожиженным слоем адсорбента; -
адсорберы с движущимся плотным слоем адсорбента.
Последние две группы относятся к аппаратам непрерывного действия.
30. Экстракция. Физическая сущность процесса. Конструкция экстракторов.
Экстракция (жидкостная) – извлечение растворенного в одной жидкости вещества другой жидкостью, практически не смешивающейся или частично смешивающейся с первой. 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.
Экстракция в системах жидкость-жидкость представляет собой диффузионный процесс, проходящий при интенсивном контактировании растворителя с исходной смесью и образовании двух жидких фаз, между которыми распределяется извлекаемое вещество.
Обычно жидкостную экстракцию сочетают с ректификацией, которую применяют для регенерации экстрагирующей жидкости, называемой экстрагентом или растворителем. Раствор извлеченных веществ в экстрагенте называют экстрактом, а раствор, из которого удалены экстрагируемые компоненты – рафинатом. Разделение образующихся фаз – экстрактного и рафинатного растворов, происходит за счет разности в их плотностях, что зависит от природы растворителя и разделяемого сырья и от температуры процесса.
Процесс заключается в последовательном перемешивании растворителя и исходной смеси и разделении полученных сосуществующих экстрактной и рафинатной фаз. При этом экстрактный раствор содержит экстракт, растворенный в растворителе, а рафинатный раствор – рафинат и небольшое количество растворителя.
Экстракт состоит из хорошо растворимого компонента и некоторого количества малорастворимого компонента. Рафинат содержит в основном малорастворимый компонент.
По характеру изменения состава жидких фаз экстракционные аппараты делятся на смесительно-отстойные, колонные (дифференциально-контактные) и центробежные.
-
В смесительно-отстойных экстракторах происходит смешение и разделение фаз в каждой ступени. Поэтому концентрации извлекаемого компонента в экстрагенте и обрабатываемой смеси изменяются ступенчато. -
В колонных экстракторах осуществляется непрерывный или близкий к непрерывному контакт экстрагента и исходного раствора. Фазы движутся противотоком друг к другу и непрерывно разделяются на выходе из аппарата. Концентрация извлекаемого компонента в фазах изменяется также непрерывно по всему аппарату. -
В центробежных экстракторах сам процесс экстракции и разделение фаз происходит в центробежном поле, причем контакт фаз может осуществляться как ступенчато, так и непрерывно.