|
 Основы массопередачи
|
| бет | 1/36 | | Дата | 17.11.2022 | | өлшемі | 396 Kb. | | #40208 |
| Îñíîâû ìàññîïåðåäà÷è
1. Общие сведения
Химиялық технологияда масса алмасу үрдістері кең таралған және маңызды мәні бар. Ол бір немесе бірнеше заттардың бір фазадан екіншісіне өтуімен сипатталады. Бір немесе бірнеше компоненттерді фазадан фазаға тасымалдау жолымен гетерогенді және гмогенді жүйелерді бөлуге болады, көбінесе масса алмасу үрдісі гомогенді жүйелерді бөлуде қолданылады.
Масса алмасу үрдістерінің түрлері. Өндірісте негізгі келесі масса алмасу үрдістері қолданылады:
газ бен сұйық арасындағы;
газ бен қатты арасындағы;
қатты мен сұйық арасындағы;
екі сұйық арасындағы.
Абсорбция — газды сұйықпен сіңіру, яғни газ фащасынан сұйық фазаға заттың өтуімен сипатталатын бөлу үрдісі. Газдың сұйықтан қайта бөліну үрдісі десорбция деп аталады.
Экстракция (сұйық-сұйық жүйеде) – сұйықта еріген затты бірінші сұйықпен араласпайтын немесе бөліктеп араласатын басқа сұйықпен бөлу. Бұл жағдайда бастапқы ерітіндінің бөлінетін компоненті бір сұйық фазадан екіншісіне өтеді.
Айдау — сұйық және бөлінетін сұйық қоспадан буландыру арқылы алынатын бу арасындағы компоненттердің өзара алмасу жолымен гомогенді сұйық жүйелерді бөлу.
Адсорбция — газдың, будың немесе ерітіндінің компонентін қатты кеуекті сорғышпен сіңіру, яғни бөлу үрдісі заттың газды немесе сұйық фазадан қатты фазаға өтуімен сипатталады. Кері үрдіс – десорбция адсорбциядан кейін жүргізіледі және сіңіргіштен сіңірілген затты регенерациялау үшін жиі қолданылады.
Адсорбцияның бір түрі ион аламасу – кейбір қатты заттардың (иониттердің) өздерінің қозғалғыш ионын ерітінділер электролиттерінің иондарына алмастыру қабілеттілігіне негізделген бөлу үрдісі.
Кептіру — қаты материалдардан ылғалды оларды буландыру арқылы жою. Бұл үрдісте ылғал қатты фазадан газды немесе булы фазаға өтеді.
Кристаллдау — ерітінділер немесе балқымалардан қатты фазаны кристаллдар түрінде бөлу. Кристалладндыру ерітіндіні қанықтыру немесе суыту нәтижесінде жүргізіледі және заттың сұйық фазадан қатты фазаға өтуімен сипатталады.
Еру және экстракция (қатты дене-сұйық жүйесінде). Еру қатты фазадан сұйық фазаға өтуімен сипатталады, бұл кері кристаллдандырудың үрдісі болып табылады. Қатты кеуекті материалдан бір немесе бірнеше компоненттердің таңдамалы ерігіштігінің негізінде бөлуді экстракция деп атайды.
Жылу алмасу сияқты масса алмасу бір фаза шегінлде затты алмастыратын, фазалар бөліну беті арқылы тасымалдау және басқа фазалар шегінде тасымалдау жүретін күрделі үрдіс. Жылу алмасуда жылумен алмасатын орталар қатты қабырғамен бөлінген болса, масса алмасу беттесетін фазалар бөлігіндегі шек арқылы өтеді. Бұл шек қозғалғыш (газ-сұйық немесе бу-сұйық, сұйық-сұйық жүйелердегі масса берілу) немесе қозғалмайтын (қатты фазадағы масса беру) болады.
Фазадан фазалардың бөліну шегіне немесе кері бағытта, яғни фазалардың бірінің шегінде затты тасымалдау масса алу деп аталады.
Масса алмасу үрдісін екі топқа бөлуга болады. Бірінші топқа кем дегенде үш зат қатысатын үрдістер (абсорбция, экстракция) жатады. Заттардың біреуі бір фазада жатады, екіншісі тек екінші фазада, ал үшіншісі бір фазадан екіншісіне өтеді және ол фазалар арсында таралатын зат болып табылады. Бірінші және екінші заттар таралатын заттың тасымалдағыштары ғана болып табылады және олар фазадан фазаға өтпейді.
Екінші топқа екі фазаны құрайтын заттар компоненттерімен алмасып, өздері масса алмасу үрдісіне қатысатын және таратылатын заттың инертті тасымалдағышы ретінде қарастырылмайтын үрдістер (айдау) жатады.
Масса ламасу үрдістерінің жылдамдығы молекулалық диффузиямен лимиттеледі. Сондықтан, масса алмасу үрдістері кейде диффузиялық үрдістер деп атайды.
Масса алмасу үрдістері сіңіргіш бастапқы қоспаның бір компонентін ғана бөлгенде таңдамалы болып келеді. Бұл үрдістер көбінесе қайтымды, яғни температурадан, қысымнан және жүргізудің басқа жағдайларынан тәуелді кері бағытта жүруі мүмкін. Бұл жағдайда заттың фазадан фазаға өту бағыты фазаларда таралатын зат тың концентрациясымен және тепе-теңдік жағдайларымен анықталады.
Фазалар құрамын шамалау әдістері. Әдетте фазалардың сандық мөлшерін шамалайды:
көлемдік концентрацияда, масса бірлігіне 1 кг немесе зат мөлшерінің бірлігіне 1 моль; көлемдік концентрация фаза көлемінің бірлігіне ( кг/м3 немесе кмоль/м3) келетін берілген компоненттің килограмм санын көрсетеді;
салмақтық немесе мольдік үлеспен, берілген компоеннттің массасының (немесе мөлшерінің) барлық фаза массасына (немесе мөлшеріне) қатынасын көрметеді;
3) салыстырмалы концентрацияда, таралатын зат болып табылатын берілген компоненттің массасының (немесе мөлшерінің) масса алмасу үрдісінде мөлшері тұрақты болып қалатын компонент-тасымалдағыштың массасына (немесе мөлшеріне) қатынасы.
Достарыңызбен бөлісу: |
|
|
