- •Минобрнауки рф
- •1.1. Классификация основных процессов и аппаратов
- •1.2. Кинетические закономерности основных процессов
- •1.3. Общие принципы расчёта химических машин и аппаратов
- •1.4. Применение метода моделирования для исследования и расчета процессов и аппаратов
- •2. Тепловые процессы и аппараты
- •2.1. Способы передачи теплоты
- •2.2. Тепловые балансы
- •2.3. Температурное поле и температурный градиент
- •2.4. Передача тепла теплопроводностью
- •2.5. Тепловое излучение
- •2.6. Конвективный теплообмен
- •2.6.1. Теплоотдача
- •2.6.2. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена
- •2.6.3. Подобие процессов теплообмена
- •2.6.4. Теплоотдача при свободном и вынужденном движении жидкости
- •2.6.5. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния
- •2.7. Сложный теплообмен
- •2.8. Процессы нагревания, охлаждения и конденсации
- •2.9. Теплообменные аппараты
- •2.9.1. Классификация и типы теплообменных аппаратов
- •2.9.2. Расчет теплообменных аппаратов
- •2.9.3. Выбор и проектирование поверхностных теплообменников
- •3. Массообменные процессы и аппараты
- •3.1. Основы массопередачи
- •3.1.1. Общие сведения о массообменных процессах
- •3.1.2. Основные расчетные зависимости массообменных процессов
- •3.1.3. Материальный баланс массообменных процессов
- •3.1.4. Движущая сила массообменных процессов
- •3.1.5. Модифицированные уравнения массопередачи
- •3.1.6. Основные законы массопередачи
- •3.1.7. Подобие процессов переноса массы
- •3.1.8. Связь коэффициентов массопередачи и массоотдачи
- •4.1.9. Массопередача с твердой фазой
- •3.2. Абсорбция
- •3.2.1. Равновесие при абсорбции
- •3.2.2. Материальный, тепловой балансы и кинетические закономерности абсорбции
- •4.2.3. Принципиальные схемы абсорбции
- •3.2.4. Конструкции колонных абсорбционных аппаратов
- •3.2.5. Десорбция
- •3.3. Перегонка жидкостей
- •3.3.1. Идеальные и неидеальные смеси
- •4.3.2. Простая перегонка
- •4.3.3. Ректификация
- •3.3.4. Ректификация многокомпонентных смесей
- •3.3.5. Тепловой баланс процесса ректификации
- •3.3.6. Специальные виды перегонки
- •3.3.7. Устройство ректификационных аппаратов
- •3.4. Экстракция
- •3.4.1. Жидкостная экстракция
- •3.4.2. Равновесие при экстракции
- •3.4.3. Материальный баланс экстракции
- •3.4.4. Кинетические закономерности процесса экстракции
- •3.4.5. Принципиальные схемы процесса экстракции
- •3.4.6. Конструкции экстракторов
- •3.5. Адсорбция
- •3.5.1. Равновесие в процессах адсорбции
- •3.5.2. Промышленные адсорбенты
- •3.5.3. Конструкции адсорбционных аппаратов и методы проведения адсорбционно-десорбционных процессов
- •3.6. Сушка
- •3.6.1. Равновесие в процессах сушки
- •3.6.2. Конструкции сушилок и области их применения
- •3.6.3. Материальный и тепловой балансы сушки
- •Количество влаги, удаляемой в сушилке:
3.2.5. Десорбция
Выделение поглощенного газа из абсорбента производится с целью получения этого газа в чистом виде и регенерации поглотителя для его повторного использования. Если концентрация распределяемого компонента в газовой фазе ниже концентрации, соответствующей равновесию, то распределяемый компонент переходит из жидкой фазы в газовую, т.е. происходит процесс десорбции.
Десорбцию производят тремя способами: повышением температуры абсорбента; снижением давления над абсорбентом; добавлением инертного газа к газовой среде над абсорбентом.
При подводе тепла в абсорбер путем обогрева абсорбента глухим (первичным) паром при первом способе десорбции из раствора вместе с распределяемым компонентом испаряется часть абсорбента. Поэтому для разделения образующейся смеси используется процесс ректификации.
Способ снижения давления над абсорбентом наиболее прост, особенно если процесс абсорбции производился при давлении выше атмосферного. Если же абсорбцию проводили при атмосферном давлении, то десорбцию осуществляют понижением давления с помощью вакуум-насоса. Для более полного извлечения абсорбируемого компонента из раствора десорбцию при пониженном давлении нередко комбинируют с десорбцией путем подвода тепла.
При десорбции с дополнительными компонентами используют инертный газ или водяной пар. Так как парциальное давление распределяемого компонента над раствором становится ниже, то происходит переход этого компонента из раствора в поток газа или водяного пара. Последующее извлечение газа из газовой смеси затруднительно. Поэтому данный метод десорбции применяют в тех случаях, когда извлеченный из газовой смеси компонент не используется в последующем.
Водяной пар как десорбирующий агент применяют для извлечения нерастворимых в воде газов. При этом смесь десорбированного газа и водяного пара из десорбера направляют в конденсатор, в котором происходит конденсация водяного пара. Если же температура кипения распределяемого компонента высока, то его конденсируют вместе с водяным паром и после этого отделяют от воды отстаиванием.
3.3. Перегонка жидкостей
Одним из наиболее распространенных методов разделения жидких однородных смесей, состоящих из двух или большего числа компонентов, является перегонка.
Разделение перегонкой основано на различной летучести компонентов смесипри одной и той же температуре илина различии температур кипения компонентов смеси при одном и том же давлении. Поэтому при перегонке все компоненты смеси переходят в парообразное состояние в количествах, пропорциональных их фугитивности, которой характеризуется летучесть компонентов жидкой смеси.
В простейшем случае исходная смесь является бинарной, состоящей только из двух компонентов. Получаемый при ее перегонке пар содержит относительно большее количество легколетучегоилинизкокипящегокомпонента (НК), чем исходная смесь. Следовательно, в процессе перегонки жидкая фаза обедняется, а паровая фаза обогащается НК. Неиспарившаяся жидкость соответственно имеет состав, более богатыйтруднолетучим, иливысококипящим,компонентом (ВК). Эту жидкость называютостатком, а жидкость, полученная в результате конденсации паров, –дистиллятомилиректификатом.
Степень обогащения паровой фазы НК при прочих равных условиях зависит от вида перегонки. Существуют два принципиально отличающихся между собой вида перегонки: простая перегонка (дистилляция) и ректификация.
Простая перегонкапредставляет процессоднократногочастичногоиспарения жидкой смеси иконденсацииобразующихся паров. Простая перегонка применима только для разделения смесей, летучести компонентов которой существенно различаются между собой. Используется простая перегонка обычно для предварительного грубого разделения жидких смесей, а также для очистки сложных смесей от нежелательных примесей, смол и т.п.
Более полное разделение жидких смесей можно достигнуть ректификацией. Ректификацияпредставляет процессмногократногочастичного испарения жидкости и конденсации паров. Процесс осуществляется путем многократного контакта потоков жидкости и пара, имеющих различную температуру. Проводится обычно в колонных аппаратах. При каждом контакте из жидкости испаряется преимущественно НК, которым обогащаются пары, а из паров конденсируется преимущественно ВК, переходящий в жидкость. Такой двухсторонний обмен компонентами, повторяемый многократно, позволяет получить пары, представляющие собой чистый НК. Эти пары после конденсации в теплообменном аппарате (дефлегматоре) даютдистиллят(ректификат) ифлегму– жидкость, возвращаемую для орошения колонны и взаимодействия с поднимающимися парами. Пары получают снизу колонны путем частичного испарения остатка, являющегося почти чистым ВК.