Введение

В промышленности широкое использование получили процессы массообмена. Они используются для решения задач разделения жидких и газовых смесей, концентрирования, защиты окружающей среды (очистка сточных вод и отходящих газов). Наиболее часто процессы массопередачи используют для разделения гомогенных систем.

Наиболее распространенными в химической промышленности являются следующие массообменные процессы.

Абсорбция – избирательное поглощение газов или паров жидким поглотителем. Наиболее широко используется для разделения технологических газов и очистки газовых выбросов.

Перегонка и ректификация – разделение жидких гомогенных смесей на компоненты при взаимодействии потоков жидкости и пара, полученного испарением разделяемой смеси. Процесс ректификации используется для разделения жидких смесей на составляющие их компоненты, получения сверхчистых жидкостей и для других целей.

Экстракция (жидкостная) – извлечение растворенного в одной жидкости вещества другой жидкостью, практически не смешивающейся или частично смешивающейся с первой. Процесс применяют для извлечения растворенного вещества или группы веществ сравнительно невысоких концентраций.

Адсорбция – избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкости веществ твердым поглотителем, способным поглощать одно или несколько веществ из смеси. Адсорбцию применяют для извлечения того или иного вещества (или веществ) достаточно низкой концентрации из их смеси.

Сушка – удаление влаги из твердых влажных материалов, в основном путем ее испарения. Сушку широко применяют в технике для предварительного обезвоживания перерабатываемых веществ или обезвоживания готового продукта.

Кристаллизация – выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Применяется, в частности, для получения веществ повышенной чистоты.

Массопередача осуществляется, как правило, при непосредственном соприкосновении фаз. При этом граница соприкосновения может быть подвижной (система «газ – жидкость» и др.) или неподвижной («газ – твердое тело» и т.д.). Одним из способов практической реализации массообменных процессов является использование аппаратов насадочного типа. В этом случае в качестве поверхности контакта двух фаз (массообменной поверхности) выступает поверхность инородных тел – насадка, которую укладывают различными способами.

Лабораторная работа 1 «ознакомление с основами расчета массообменных аппаратов на примере ректификации» (4 часа)

1.1 Цель работы

Изучение основных методов расчета высоты массообменных аппаратов с непрерывным контактом фаз на примере насадочной ректификационной колонны.

1.2 Подготовка к лабораторной работе

1.2.1 Изучить материал по теме данной работы в настоящем пособии, а также в рекомендованной литературе ([1], С. 10-41).

1.2.2 Выучить определения основных понятий и терминов темы (Приложение Б).

Основные термины и понятия:

– высота единицы переноса;

– движущая сила массообменных процессов;

– диффузия;

– концентрация вещества;

– коэффициент массоотдачи;

– коэффициент массопередачи;

– коэффициент полезного действия колонны;

– массоотдача;

– массопередача;

– линия равновесия;

– общее число единиц переноса;

– рабочая линия процесса;

– рабочие концентрации;

– равновесные концентрации;

– теоретическая тарелка.