Абсорбция және масса үрдісі

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
Масса өту үрдісінің кинетикасы және масса тасымалдау үрдістерінің
механизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
Абсорбция. мәні және фазалық тепе.теңдік. Абсорбцияның материалдық
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
Әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .9
Қазіргі химиялық технологияда бір немесе бірнеше компоненттердің бір фазадан екінші фазаға өтуімен сипатталатын масса алмасу процестері кең тараған және олардың маңызы өте зор. Масса алмасу құбылысы фазалардағы компоненттер концентрациялары өзгеруімен жүреді, сондықтан ол ажырату процестер негізіне жатады.
Масса алмасу процестері жәрдемімен қоспаларды ажыратудың негізгі мақсаттары ретінде әдетте мыналарды көрсетеді:
- қоспадан таза (немесе концентірленген) қажетті компонентті алу;
- қоспадан қажетсіз заттарды шығару.
Химия технологиясында және онымен іргелес салаларда, мәселенки, тамақ, фармацевтика, микробиология, металлургия өндірістерінде масса алмасу процестері кеңінен қолданылады.
Компонентпен алмасатын фазалардың тікелей жанасуымен өтуіне байланысты технологиялық әдістер (негізінде процесс) бойынша бөлу ең кең таралған.
Абсорбция (сұйық – газ жүйеде) – заттың газды фазадан сұйық фазаға өтуімен сипатталатын масса алмасу. Сұйықтан газды ажырату кері процесі десорбция деп аталады.
Сұйықтарды айдау (дистилляция және ректификация) – ажыратылатын қоспаны қайнатумен алынған будың сұйықпен қарама-қарсы әрекеттесуі арқылы гомогенді сұйық қоспаларды ажырату.
Экстракция (сұйық – сұйық жүйеде) – бастапқы сұйықпен араласпайтын басқа сұйықпен сұйық ішінде еріген затты шығару.
Адсорбция (газ – қатты зат және сұйық – қатты зат жүйелерінде) – қатты сіңіргіш көмегімен газды немесе сұйық қоспадан бір (немесе бірнеше) компонентті сіңіру. Кері процесс – десорбция – адсорбциядан соң жүргізіледі, жиі сіңіргіштен сіңірілген затты бөліп алу үшін қолданылады.
Кептіру – қатты материалдардан булану арқылы ылғалды шығару. Бұл процесте масса алмасу ылғалдың қатты фазадан газды немесе булы фазаға ауысуымен байланысты.
Еріту және шаймалау (сұйық – қатты зат жүйеде) – қатты заттарды (немесе қатты заттар компоненттерін) еріту; шаймалау деп сұйық еріткішпен қаты материалдан бір немесе бірнеше компонентті таңдап ерітумен бөліп шығаруды айтады.
Мембраналық процестер – компоненттер әртүрлі жылдамдықпен өтетін жартылай өткізгіш жарғақ (мембрана) арқылы компоненттің фазадан фазаға тасымалдануы.
Масса өту – күрделі процесс. Мұнда заттың (массаның) бір фаза ішінде тасмыалдануы, фазалар шекара беті арқылы тсмыалдануы және оның екінші фаза ішінде тасымалдануы жүреді. Ал, бұл шекара кейде қозғалмалы (газ (бу) – сұйық,
1. Акбердиев Ә., Молдабеков Ш.М., Химия технологиясының негізгі үрдістері және аппараттары, Алматы, 1993 (1-ші бөлім, 302 б., 2-ші бөлім, 183 б.).
2. Касаткин А.Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 9-е изд., М., Химия, 1973, 750 с.
3. Ержанов М.Қ. Студенттің пәндік оқу–әдістемелік кешені. Алматы, ҚазҰТУ 2006,96 б.
        
        МАЗМҰНЫ
Кіріспе........................................................................................................................3
Масса өту үрдісінің кинетикасы және масса тасымалдау үрдістерінің ... мәні және ... ... Абсорбцияның материалдық
балансы.......................................................................................................................6
Әдебиеттер.................................................................................................................9
КІРІСПЕ
Қазіргі химиялық технологияда бір немесе бірнеше компоненттердің бір ... ... ... ... ... ... алмасу процестері кең тараған және олардың маңызы өте зор. Масса ... ... ... ... ... өзгеруімен жүреді, сондықтан ол ажырату процестер негізіне ... ... ... ... ... ... негізгі мақсаттары ретінде әдетте мыналарды көрсетеді:
- қоспадан таза (немесе концентірленген) ... ... ... ... ... ... шығару.
Химия технологиясында және онымен іргелес салаларда, мәселенки, тамақ, фармацевтика, микробиология, металлургия өндірістерінде ... ... ... ... қолданылады.
Компонентпен алмасатын фазалардың тікелей жанасуымен өтуіне байланысты технологиялық ... ... ... ... бөлу ең кең ... ... - газ ... - заттың газды фазадан сұйық фазаға өтуімен сипатталатын масса алмасу. Сұйықтан газды ... кері ... ... деп ... айдау (дистилляция және ректификация) - ажыратылатын ... ... ... ... ... ... ... арқылы гомогенді сұйық қоспаларды ажырату.
Экстракция (сұйық - сұйық жүйеде) - ... ... ... басқа сұйықпен сұйық ішінде еріген затты шығару.
Адсорбция (газ - қатты зат және сұйық - ... зат ... - ... ... ... ... немесе сұйық қоспадан бір (немесе бірнеше) компонентті сіңіру. Кері процесс - десорбция - ... соң ... жиі ... ... ... бөліп алу үшін қолданылады.
Кептіру - қатты материалдардан ... ... ... ... Бұл процесте масса алмасу ылғалдың қатты фазадан газды немесе булы фазаға ауысуымен ... және ... ... - қатты зат жүйеде) - қатты заттарды (немесе қатты заттар компоненттерін) ... ... деп ... ... қаты ... бір ... ... компонентті таңдап ерітумен бөліп шығаруды айтады.
Мембраналық процестер - ... ... ... ... жартылай өткізгіш жарғақ (мембрана) арқылы компоненттің фазадан фазаға тасымалдануы.
Масса өту - ... ... ... ... ... бір фаза ... ... фазалар шекара беті арқылы тсмыалдануы және оның екінші фаза ... ... ... Ал, бұл ... ... ... (газ (бу) - ... сұйық - сұйық жүйлерде масса өту), кейде ... ... ... ... өту) ... ... өту ... кинетикасы және масса тасымалдау үрдістерінің механизмі
Массаалмасу процестері деп өту бағытындағы бір ... ... ... ... ... ... ... анықталатын технологиялық процестерді айтады, ал осы процестерді өткізуге керекті қондырғыларды массаалмасу қондырғылары деп аталады.
Осы массаалмасу ... әр ... ... өтуі мүмкін. Олар: абсорбция, ректификация, экстракция,присталлизация, адсорбция,құрғату, ионалмасу процестері және мембраналық айыру.
Осы жоғарыда ... ... ... ... ... заттардың бір фазадан екінші бір фазаға өтуі, яғни массаөту ... Бұл ... ... бір ... ... ... ... заттардың конвентивті тасымалдануына және диффизияға байланысты. Сондықтан жоғарыдағы процестерді массаалмасу немесе диффузиялық процестер деп ... ... ... ... ... ... деп тепе-теңдікке жету бағытындағы заттардың бір фазадан ... ... ... ... ... ... қамтылатын негізгі сұрақтар қатарына процестің кинетикасын сипаттайтын массаөту заңы жатады.
Массаөтудің негізгі теңдеуін бойынша айтуға болады: процесс жылдамдығы ... күш пен ... ... пропорционал, яғни:
егер десек , К- жылдамдық коэффициенті.
бір уақыт мөлшерінде (3.2)-ні жазуға болады.
осы теңдеулермассаалмасу процестерінің кинетикасын сипаттайтын массаөтудің неізгі ... деп ... ... ... және ... ... екі ... масса беру процестерін қамтитын, шекарадан молекулярлық және турбуленттік диффузия арқылы тасымалдану механизмінің ... ... ... ... ... ... Бұл ... масса тасымалдау механизмін қарапайымдалған түрлерін сипаттайды. Ең қарапайым және кең ... ... 1) ... ... 2) бет ... ... 3) шекаралық диффузиялық қабат моделі.
Бұл модельдер негізіне мынадай шарттар қабылданған:
1. Фазадан фазаға тасымалдауға жалпы кедергі екі ... ... мен ... арасындағы бет кедергісі қосындысынан тұрады. Бірақ фазалар арасындағы бет кедергісін ... тең ... ... ... жалпы кедергіні екі фазаның кедергілер қосындысы деп қарастыруға болады.
2. Фазалар бет аралығында ... ... ... ... ... ... ... орташа концентрация өзгеруіне қарағанда әлдеқайда тез орнығады.
Льюис пен Уитмен ұсынған қабықша моделі бойынша әр фазада тікелей ... ... ... ... ... қабықшалар жалғасып орналасады. Қабықшаларда тасымалдау тек молекулярлық диффузиямен ... ... ... ... ... қабықшаларда жиналады.
Егер тасымалдау ядродан фазалар бет арасына қарай жүрсе, онда уақыт бірлігінде бет бірлігі арқылы өткен заттың ... q ... мен ... ... ... айырмасына пропорционал:
мұнда с0, сш - ядродағы орташа концентрация және ... ... ... - шекаралық қабықшаның "эффекті" қалыңдығы.
Фазалық жанасу бетінің жаңарту моделінде ... ... ... ... ... ... Бұл топтың алғашқы моделі - Хигбидің ену моделінде бір-бірін тез ... ... ... (газ ... ... элементтерінің аралық беттерінің жанасу кезінде масса беру жүреді.
Элементтер ядродан шекараға турбуленттік серпілістермен тасымалданады. ... беру ... ... ... үнемі жаңаруымен өтеді. Бұл бетпен жанасу уақыты соншалықты қысқа, процесс қалыптасып үлгермейді, сондықтан тасымалдау қалыптаспаған ... ... ... ... шарт ... ... ішінде бет бірлігі арқылы өткен бір өлшемді ағындағы зат мөлшері q үшін барлық элементтердің жанасу уақыты ... деп, ... ... ... ... шекаралық қабат моделінде дәлірек есептеледі. Бұл модель өзгермей бекілген бет және сұйықтың турбулентті ағыны арқылы тасымалдауды ... Бұл ... ... немесе газды фазада концентрациялар таралу (1 сур.) сұлбасы сәйкес келеді.
Сурет1. Масса өту ... ... ... ... сұлбасы.
Фаза ағынының ядросында тұрақты зат концентрациясы турбулентті ... ... баяу ... ... ... алдымен зат көбінесе турбуленттік серпілістермен тасымалданады. Фазаның шекарасына жақындаған ... және ... ... ... ... ... төмендейді.
Бұл аймақта үйкеліс күш әсерінен қозғалыс ламинарлыққа жақындайды және молекулярлық диффузиямен тасымалданған зат үлесі жоғарылайды. Фазалар шекарасына тікелей ... жұқа ... ... ... ... тасымалдау бірыңғай болады.
Диффузиялық қабатша шамасы тұтқыр қабатша ... ... ... (1.14) ... қойып, табамыз
Мұнда - кинематикалық тұтқырлық; m - әдетте тәжірибе арқылы табылатын фазалар шекарасы маңайында турбуленттік алмасудың бәсеңдеу ... ... ... ... мәні және фазалық тепе-теңдік. Абсорбцияның материалдық балансы
Газдар ... бір ... ... ... ... ... (абсорбентпен) таңдаулы ажыратуын абсорбция деп атайды. Абсорбенттен, онда ... ... ... ... ... - ... кері ... - десорбция деп аталады.
Абсорбциялық процестерде екі фаза - ... және ... - ... Олар ... бір ... бірнеше) компонент бір фазадан екіншіге өтеді. Газды фаза сұйық фазада ерімейтін ... ... және ... ... ... ал сұйық фаза - абсорбенттен және ... ... ... ... және оған іргелес өндіріс салаларында кең тараған. Мұнда ең басты екі мақсат көзделеді: газды қоспалардан құнды ... ... ... ... ... ... пайдалану алдында немесе оларды атмосфераға шығару алдында ... ... ... ... замандағы технологияларда шығынсыз технологиялар маңызы жоғарылаған, сондықтан аталған екі мақсат та жиі бірігіп қаралады.
Абсорбциядағы тепе-теңдік.Тепе-теңдік талдау негізінде фазалар ережесі ... - ол өз ... ... ... ... ... ... болатынын көрсетеді, яғни жүйеге сырттан әсер етуге болатын параметрлер санын. Фазалар ережесін мында түрде жазуға болады:
С = К - Ф + ... С - ... ... ... яғни ... фазалар санын немесе түрін (құрамын) бұзбай мәндерін өзгертуге болатын айнымалы көрсеткіштер саны; К - ... ... Ф - ... ... ... ... ... масса алмасу процестеріне қолданамыз: 1) әрекеттесетін екі фазаның әр қайсысында таратылатын компоненттен басқа инертті компонент бар (абсорбция, экстракция және т.б.); 2) екі ... ... де ... ... жоқ (реэкстракция).
Бірінші жағдайда жүйе екі фазадан (Ф=2) және үш компоненттен: таралушы зат пен екі инертті заттан ... ... ... ережесі бойынша үш еркіндік дәрежесіне ие:
С= К - Ф + 2 =3 - 2 + 2 = ... ... үш ... яғни ... қысымды (р), температураны (t) және таралушы компонент бойынша фазалардың біреуінің концентрациясын (хА немесе уА) ... ... ... ... ... және қысым (t=const және p=const) мәндерінде бір фазаның кейбір концентрациясына екінші фазаның белгілі нақты концентрациясы сәйкес келеді.
Екінші жағдайда жүйе екі ... (Ф=2) және екі ... ... (К=2) тұрады да, екі еркіндік дәрежесіне ие:
С = К - Ф + 2 = 2 - 2 + 2 = ... ... ... ... ... ... (р=const) өткізіледі, сондықтан мұндай жағдайда фаза концентрациясы (хА) өзгеруіне байланысты ... (t) ... ... ... ... егер осы ... ... температурада (t=const) өткізілсе, онда фазалардың әртүрлі концентрациясына әртүрлі қысымдар ... ... ... ... ... ... аммиакты таза сумен сіңірілу процесін қарастырайық. Аммиак екі фазада да тасымалданушы компонент болып есептеледі, ал ауа мен су - ... ... ... ... тек қана газды фазада болады және концентрациясы бар деп ... ... ... ... ... аммиак жоқ, демек, оның бұл фазадағы концентрациясы х=0. Егер екі фазаны бір-біріне ... онда ... ... ... ... фазаға өте бастайды да, соңғы фазада аммиактың белгілі концентрациясы байқалады х0. Аммиактың сұйық фазада пайда болуынан ... оның ... ... кері өтуі де ... ... белгілі уақытқа дейін жанасу беті бірлігі арқылы уақыт бірлігінде аммиак бөлшектерінің газды фазадан сұйық фазаға ... ... ... ... ... фазаға өткен санын артық болады. Уақыт өткен сайын аммиактың сұйық фазаға өтуі азаяды, ал кері өту жылдамдығы осе ... Бұл ... ... өту ... екі ... да бір-біріне тең болғанша, яғни динамикалық тепе-теңдік орныққанша өтеді. Берілген температура мен қысымда фазалардағы таралушы зат концентрациялар ... ... ... ... орнаған күйін тепе-теңдік деп атайды, ал концентрациялар тепе-теңдікті концентрациялар деп аталады.
Тепе-теңдікте -тің ... ... ... ... ... нақты тепе-теңдікті концентрациясы сәйкес келеді. Дәл осылай, -тің белгілі-мәніне тиісті тепе-теңдікті х* концентрациясы сәйкес келеді, яғни
немесе
Абсорбцияда, ... ең кемі үш ... ... екі зат - тасымалдаушы (газ және сұйық) және бір ... ... ... ... ... саны ... екі фазалы (Ф=2) жүйе фазалар ережесі бойынша 3 еркін дәрежесіне ие болады. Берілген газ-сұйық жүйесі үшін ... ... ... ... және екі ... ... табылады.
Сонымен, тепе-теңдіктегі жүйенің айнымалылар жалпы саны 4-ке тең. 3 еркін дәрежеде үш айнымалыны таңдауға болады, ал ... ... ... ... тепе-теңдік күйде тұрақты температура мен жалпы қысымда газдың ... ... ... оның ... мен ... арасындағы және сұйық фазаның байланысы бірдей болады.
Бұл байланыс Генри заңымен өрнектеледі: еріген газдың ... ... рА оның ... ... ... хА ... р - концентрациясы хА (моль.үлес) ерітіндімен тепе-теңдіктегі ... ... ... қысымы; Е - Генри коэффициенті деп аталатын пропорционалдық коэффициент.
Егер уА - ... ... ... А компонентінің моль.үлесі және Р - жүйедегі жалпы ... ... онда ... заңы ... ... қысымды былай өрнектеуге болады:
рА мәнін осы теңдеуге қойып, аламыз:
немесе Генри заңын мына түрге келтіруге болады
мұнда - таралу коэффициенті, ... ... ... константасы (тұрақтысы).
Абсорбциядағыматериалдық баланс. Аппарат биіктігі бойынша шығындар тұрақты деп қабылдаймыз және сіңірілетін газдың үлесін ... ... ... ... ... ... ... G - инертті газдың шығыны, кмоль/сек; Үб және Үс - ... ... ... ... (адсорбтивтің) бастапқы және концентрациялары. Онда материалдық баланс теңдеуі (сурет 2):
Бұдан абсорбенттің жалпы шығынынтаба аламыз ... оның ... ... ... ... кмоль/сек)
Бұл теңдеуді төмендегідей жазамыз:
G, уC
L, xб
Δус
уб
ус


G, уб
L, xC
Сурет 2. ОС - ... ... AB - ... ... процесі үшін масса өту теңдеуі,
М = КуFΔуор
мұндағы, М ­бір уақыт ішінде ... ... ... ... кг/с; Ку ... өту коэффициенті, кг/м[2]с(кг/кг); Ғ - масса алмасу беті, м[2]; Δуор ... ... ... ... күші, яғни 1 кг инертті газға сәйкес келетін, компоненттің кг мөлшері.
Абсорбция процесінің орташа қозғаушы күші,
мұндағы Δут =(ут - ут*), Δуж =(уж - уж*) ... ... және ... ... қозғаушы күштер; ут* және уж* ­абсорбердің төменгі және жоғары жағындағы, газдағы құрастырушы компоненттің тепе - -теңдік жағдайдағы салыстырмалы ... ... ... 1 кг инертті газға сәйкес келетін компоненттің кг шамасы.
ӘДЕБИЕТТЕР
* Акбердиев Ә., Молдабеков Ш.М., Химия технологиясының негізгі ... және ... ... 1993 (1-ші ... 302 б., 2-ші бөлім, 183 б.).
* Касаткин А.Г., ... ... и ... ... ... 9-е изд., М., ... 1973, 750 ... Ержанов М.Қ. Студенттің пәндік оқу - әдістемелік кешені. Алматы, ҚазҰТУ 2006,96 б.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 7 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Адсорбер құрылғыларының жұмыс принципін қарастыру және басқа құрылғылармен салыстыра отырып, тиімділігін анықтау54 бет
Құрылыс материалдар өндірісінен шаң,газ тастамаларды тазалау технологиясын және қоршаған ортаға тастамаларды нормалау79 бет
Өндірісте абсорбциялық процестердің пайдалануы21 бет
"қауіпті жүктер. олардың классификациясы"4 бет
Excel программасы туралы жалпы мағлұматтар10 бет
Атом молекулалық ілім. Химияның негізгі түсініктері мен стехиометриялық заңдары (Зат массасының сақталу заңы, құрам тұрақтылық заңы, еселік қатынастар заңы, көлемдік қатынастар заңы, эквиваленттер заңы, Авогадро заңы)13 бет
Бүкіләлемдік антигравитация заңы7 бет
Геологиялық құрылысы мен жер бедері19 бет
Жалпы және бейорганикалық химия пәні11 бет
Кәсіпорындағы еңбек қорғауды басқару жүйесінің құрылымы51 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь