ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рабочие линии в некоторых специфических случаях из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" На практике приходится встречаться с ситуациями, когда часть потока одной из фаз (иногда — обеих фаз) движется вне аппарата без контакта с другой фазой. В тех случаях, когда часть фазового потока, выходящего из аппарата, возвращается и присоединяется к входному потоку этой фазы, говорят о рецикле (рис. 10.21,а). Если же часть исходного потока фазы минует аппарат и присоединяется далее к уходящему из него потоку этой фазы, то говорят о байпасе (см. рис. 10.22,о). Рассмотрим поочередно трансформацию рабочих линий при наложении на процесс рецикла и байпаса на примере противотока фаз. [c.801] Пусть в отсутствие рецикла рабочая линия занимает (рис. [c.801] Аналогичный подход позволяет проанализировать трансформацию рабочей линии при рецикле другой фазы, а также обеих фаз. [c.802] Существенно, что рецикл приближает рабочую линию к равновесной кривой, т.е. сопровождается понижением движущей силы массообменного процесса — значит, и интенсивности процесса в целом. А чтобы в условиях рецикла сохранить эффективность процесса (т.е. необходимое значение выходной концентрации уг), придется увеличивать поверхность контакта фаз (например, путем увеличения габаритов аппарата). И тем не менее возможны технологические ситуации, когда рецикл целесообразен. Чаще всего это связано с плохим межфазным контактом при малых потоках одной из фаз или обеих фаз плохая смачиваемость жидкостью насадки в насадочном или стенки в пленочном аппарате, высокая поперечная неравномерность потока в барботажном аппарате и т.п. Рецикл способствует повышению интенсивности массообмена и поверхности контакта фаз. Нередко с помощью рецикла удается снизить температурный перепад вдоль аппарата и приблизиться к изотермическому проведению процесса, что может положительно сказаться на его селективности. В общем, при организации рецикла необходимо сопоставить его положительное и отрицательное влияние на процесс и оценить эффект в целом. В терминах структуры потоков рецикл представляет собой одно из проявлений обратного перемешивания (не распределенного по длине аппарата, а сосредоточенного). [c.802] Пусть в отсутствие байпаса рабочая линия занимает (рис. 10.22,6) положение 1 выходные концентрации равны xj и У2- Примем часть Lq исходного потока фазы х идет мимо массообменного аппарата. Байпасный поток (концентрация Xi) и покидающий аппарат L — (концентрация x-i) смешиваются. Получается поток L с концентрацией x-i на выходе из системы. При этом Х2 определяется по правилу рычага. [c.803] В отличие от рецикла байпас в подавляющем большинстве случаев не используется технологами для управления процессом, а возникает внутри (весьма редко — снаружи) аппарата самопроизвольно. Причина — крайняя степень поперечной неравномерности потока, появление преимущественных зон движения отдельных фаз это и есть байпас с нарушением межфазного контакта, уменьшением реальной ( активной ) поверхности массопереноса F. [c.803] Аналогичный подход позволяет проанализировать трансформацию рабочей линии при байпасе другой фазы или обеих фаз. Качественно модель байпаса (в ее простейшей или более сложных модификациях) затронута в главе 8. [c.803] Построение рабочих линий 2 в случае рецикла и байпаса является в некотором аспекте формальной операцией внешний (относительно аппарата) поток совместно с внутренним трактуется как целиком внутренний относительно системы аппарат — рецикл (или байпас) . [c.803] Самостоятельный интерес представляет построение рабочих линий для процессов с отводом или подводом потока какой-нибудь фазы в произвольное сечение аппарата. Простейшие примеры такой ситуации рассмотрены ниже. [c.804] Пусть из промежуточного сечения массообменного аппарата отводится (рис. 10.23,а) часть потока X фазы х концентрация вещества в этом сечении равна х. Очевидно, для рабочих линий на участках аппарата до и после отвода V характерны разные углы наклона (см. рис. 10.23,6) больший i — соответственно отношению L/D для верхней части аппарата до отвода (это нижняя часть диаграммы у — х) меньший Х2 — соответственно (L — V)/D для нижней части аппарата после отвода V (это верхняя часть диаграммы). Сечению отвода L на диаграмме отвечает излом рабочей линии, но не разрыв, так как потоки — приходящий в это сечение и уходящий из него, как и отводимый здесь из аппарата, — имеют одинаковую концентрацию х . [c.804] Пусть теперь поток L фазы х с концентрацией х подается в некоторое промежуточное сечение аппарата (рис. 10.24,а). Здесь возможны два случая в сечении аппарата та же концентрация X , что и в подводимом потоке (х ) в сечении иная концентрация, х х. [c.804] В первом случае (рис. 10.24,6) подход к построению рабочей линии тот же, что и при отводе части фазы из аппарата. До точки подвода (верхней части аппарата отвечает отрезок рабочей линии АВ на нижней диаграмме у — х) наклон рабочей линии соответствует отношению L/D (это меньший угол ai) после этой точки рабочая линия (отрезок ВС) пойдет под ббль-шим углом а2 — соответственно увеличившейся величине дроби L + L )/D Абсцисса точки излома В характеризуется концентрацией X = X = xi. [c.804] Концентрация вещества в дополнительном потоке (х ) может оказаться весьма высокой, и тогда при достаточно больших значениях Ь (точнее — отношения Ь /Ь) точка смеси может оказаться правее (ниже) линии равновесия. Принятое направление массопереноса (напомним рассматривается перенос вещества из фазы у в фазу х ) запрещает такое положение рабочей линии. [c.805] Аналогичный подход позволяет установить положения рабочих линий для различных технологических ситуаций отвод или подвод в промежуточное сечение аппарата фазы У или обеих фаз отвод или дополнительное питание какой-либо из фаз в нескольких точках те же ситуации, но при переносе вещества из фазы х в фазу у и т. д. [c.805] Отвод части потока фазы из промежуточного сечения или подвод фазы в такое сечение может трактоваться как простейщий вариант разделения одного аппарата на два, для каждого из которых характерно свое соотношение фазовых потоков. В этом аспекте рассмотренные выше ситуации являются переходными от работы одного аппарата к работе сетей, рассмотренных в разд. 10.11—10.13. [c.805] Вернуться к основной статье