33. Изобразите графический способ определения числа тарелок ректификационной колонны.

34. Новые виды насадок. Требования к насадке ректификационной колонны.

Насадка – некий наполнитель различной формы и конфигурации, которым заполняется колонна с целью увеличения производительности и эффективности процессов тепло- и массообмена.

Применяют насадки двух типов:

1) Насыпные (из отдельных элементов);

2) Хордовые (из полос, пластин, решеток).

Основные типы насыпных насадок (справа):

1) Кольца Рашига (рис. а);

2) Кольца Палля (рис. б);

3) Седловидная насадка (рис. в).

Основные типы хордовых насадок (слева):

1) Плоскопараллельная (рис. а);

2) Сотовая (рис. б);

3) Зигзагообразная (рис. в).

К насадкам предъявляются следующие основные требования:

1) Большая поверхность;

2) Нечувствительность к загрязнениям и осадкам;

3) Малое гидравлическое сопротивление;

4) Простота изготовления;

5) Малая стоимость.

35. Сущность процесса экстракции. Движущая сила процесса.

Экстрагированием (экстракцией) называется процесс извлечения одного или нескольких компонентов из смеси, находящейся в жидком или твердом состоянии, путем обработки растворителем (экстрагентом), избирательным по отношению к отдельным компонентам. Для последующего выделения целевого компонента из смеси с экстрагентом применяют ректификацию или выпаривание.

Движущей силой перехода (диффузии) компонентов из исходной смеси в экстрагенты является разность их концентраций в обеих средах. Процесс экстрагирования прекращается при достижении равновесного состояния системы.

36. Расчет высоты единицы переноса в насадочном экстракторе.

Если равновесная зависимость криволинейна, то для определения поверхности контакта фаз и высоты диффузионного объема удобно пользоваться понятием о числе единиц переноса и высоте единиц переноса. Для получения их аналитического выражения запишем уравнение материального баланса, как по жидкой фазе, так и по газовой фазе.

Эти уравнения справедливы для перехода компонента из газовой фазы в жидкую фазу, т.е. для процесса абсорбции. Подставим эти уравнения в выражения для расчета высоты диффузионного объема, получим

или для газовой фазы

В этих формулах отношения

называют общим числом единиц переноса. Они, как видно, равны изменению рабочей концентрации распределяемого компонента в соответствующей фазе на единицу движущей силы процесса.

Другое отношение

называют высотой диффузионного объема, соответствующее одной единице переноса, или иначе, высотой единицы переноса.

37. Изображение изменения концентрации распределяемого компонента на у — х диаграмме. Расчет средней движущей силы.

Движущая сила изменяется по высоте массообменного аппарата, т.к. изменяются рабочие концентрации. Поэтому для всего процесса в заданных пределах изменения концентраций определяют среднюю движущую силу или . Эта величина входит в общее уравнение массопередачи или .

Аналогично запишем уравнение для расчета средней движущей силы для жидкой фазы

Проиллюстрируем первое уравнение построением линий рабочих концентраций и равновесия на диаграмме на примере перехода распределяемого компонента из газовой фазы в жидкую. Причем примем, что линия равновесия - прямая. Как видно и .

Выше написанные уравнения для и справедливы для противоточных массообменных аппаратов и только в том случае, если равновесная зависимость линейна и молярные концентрации невелики.