16. Классификация массообменных процессов.

1.Абсорбция- поглощение газового компонента из смеси газов жидким поглотителем, обратный процесс называется десорбция.

2.Экстракция- разделение гомогенных жидких смесей другой жидкостью, в которой одна из смесей растворяется, а остальные не смешиваются (не реагируют).

3.Перегонка и ректификация- это разделение гомогенной жидкой смеси путем перевода пар-жидкость. Перегонка- однократный переход. Ректификация- многократный переход. Продукт ректификации называется - ректификат.

4.Адсорбция-поглощение компонента газа, пара или жидкости твердым поглотителем, то есть переход распределяемого компонента из газовой или жидкой фазы в твердую. Обратный процесс-десорбция.

Если процесс адсорбции происходит с ионным обменом то он называется ионосорбция .

Если процесс адсорбции происходит с химической реакцией то он называется хемосорбция.

Пример адсорбции- (противогаз) активированный уголь, селикогель.

5.Кристаллизация- выделение твердой фазы из растворов или расплавов. Обратный процесс- растворение или расплавление.

6.Сушка- процесс удаление влаги из твердого материала путем ее испарения при повышенной температуре, обратный процесс- увлажнение.

Компонент, переходящий из одной фазы в другую называется распределяемым компонентом.

Распределяемое вещество внутри каждой фазы переносится путем диффузии, поэтому массообменные процессы часто называют диффузионными. Из теории переноса следует, что количество вещества, диффундирующее в пределах фазы прямо пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе переноса.

Движущей силой массообменных процессов является разность химических потенциалов, поскольку распределяемый компонент переносится от точки с большей концентрацией к точке с меньшей концентрацией; в газовой фазе может быть выражена через парциальные давления, либо для всех случаев- разность концентраций.

Любой массообменный процесс стремится к равновесию- когда движущая сила становится равной нулю. В массообмене принимают участие минимум две фазы и распределяемый компонент, который переносится из фазы в фазу.

2.2. Способы выражения состава фаз.

Концентрация распределяемого компонента в газовой фазе обозначается- (); в жидкой фазе или в твердой буквой-().

Концентрации бывают: массовые и мольные, мольные обозначаются чертой над знаком концентрации.

1.Объемные концентрации обозначаются буквой (С)- это есть масса распределяемого компонента приходящаяся на единицу объема фазы.

или

2.Массовая или мольная доля - обозначается ()- это масса данного

компонента, отнесенная к массе всей фазы ()[], .

3.Относительные концентрации: Y,X- масса распределяемого компонента, отнесенная к массе носителя, то есть одной фазы, [],

.

Правило фаз Гиббса.

Ф+С=К+2,

17. Равновесие при массообмене

При равновесии достигается определенная зависимость между предельными или равновесными концентрациями распределяемого вещества в фазах для данных температуры и давления при которых осуществляется процесс массопередачи. Равновесная концентрация обозначается (*) звездочкой.

В условиях равновесия некоторому значению (рабочей концентрации) отвечает строго определенная концентрация в другой фазе, которую обозначаем*. Соответственно концентрацииотвечает равновесная концентрация*. В самом общем виде связь между концентрациями распределяемого вещества в фазах при равновесии выражается зависимостью:*=или*=. Любая из этих зависимостей изображается графическилинией равновесия (1)-линия на рисунке.

Отношение концентраций фаз при равновесии называется коэффициентом распределения ().

Коэффициент распределения выражает тангенс угла наклона линии равновесия и для кривой линии равновесия, является величиной переменной.

Линия(2)-выражается уравнением

= и называется рабочей линией. Рабочие концентрации распределяемого вещества не равны равновесным и в действующих аппаратах никогда не достигают равновесных значений.

Линия(2)-выражается уравнением

= и называется рабочей линией. Рабочие концентрации распределяемого вещества не равны равновесным и в действующих аппаратах никогда не достигают равновесных значений.

В

ид функции = или уравнение рабочей линии в его общем виде, является одинаковым для всех массообменных процессов и получается из их материальных балансов.