Вопрос 1

Рассмотрим перенос массы в неразрывном потоке жидкости при условии постоянства коэффициента молекулярной диффузии D переносимого вещества и отсутствии источников массы (т.е. γ=0). В соответствии с основным уравнением переноса количества движения, энергии и массы при учете того, что потенциалом переноса в данном случае являтся концентрация, получим уравнение переноса массы:

Приобразуем уравнение:

Поскольку поток неразрывен, . Тогда уравнение переноса массы принимает вид:

Оно выражает в общем виде распределение крнцентрации компонента в движущемся потоке при неустановившемся процессе переноса массы. Его также называют дифференциальным уравнением конвективной диффузии.

Для установившегося процесса переноса массы , тогда:

Вопрос 2

Полые распыливающие абсорберы представляют собой полые колонны. В этих абсорберах газ движется снизу вверх а жидкость подается через расположенные в верхней части форсунки. Эффективность таких абсорберов невысока, что обуславливается перемешиванием газа по высоте колонны и плохим заполнением ее сечения факелом распыленной жидкости. В результате обменный коэффициент массопередачи и число единиц переноса в этих аппаратах невысоки. Поэтому распылительные форсунки в полых абсорберах часто устанавливают на нескольких уровнях. Полые распыливающие абсорберы отличаются простотой устройства, низкой стоимостью , малым гидравлическим сопротивлением, их можно применять для обработки сильно загрязненных газов. К недостаткам следует отнести низкую эффектнивность, низкие скорости газа во избежание уноса, неудовлетворительная работа при малых плотностях орошения, высокий расход энергии на распыление. Их целесообразно применять для улавливания хорошо растворимых газов.

Вопрос 3

Адсорбция – поглощение вещества из смеси газов, паров или растворов поверхностью или обьемом пор твердого тела – адсорбента. Поглощаемое вещество, находящееся в объемной фазе (газе, паре, жидкости) называется адсорбтивом, а поглощенное – адсорбатом.

Адсорбция бывает физическая и химическая. Физическая обусловлена поверхностными вандерваальсовыми силами, которые проявляются на расстояниях значительно превышающих размеры адсорбируемых молекул, поэтому на поверхности адсорбента обычно удерживаются несколько слоев молекул адсорбата. При хим адсорбции поглощаемое вещество вступает в хим реакцию с адсорбентом с образованием на его поверхности обычных химических соединений.

Процессы адсорбции избирательны и обратимы. Процесс обратный адсорбции называют десорбцией. Наиболее рационально применять адсорбцию для обработки смеси с низкой концентрацией извлекаемых веществ. Примеры адсорбции: осушка газов и жидкостей, разделение смеси углеводородов, рекуперация растворителей, очистка вентиляционных выбросов и сточных вод.