ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пересыщение паров из "Производство серной кислоты из сероводорода по методу мокрого катализа" Процесс конденсации паров на поверхности изучен достаточно подробно требуемые размеры различных конденсационных аппаратов, применяемых в самых разнообразных отраслях промышленности, рассчитываются по известным формулам. Однако при конденсации паров на поверхности в присутствии большого количества неконденсирующегося газа (как в рассматриваемом процессе) всегда образуется пересыщенный пар, что часто приводит к конденсации паров в объеме и образованию тумана, существенно затрудняющего техническое оформление процесса конденсации . [c.61] Возможность образования тумана серной кислоты весьма значительна вследствие высокого молекулярного веса серной кислоты и, следовательно, малой скорости диффузии ее паров в воздухе, что обусловливает замедление процесса массопередачи [малый коэффициент о в уравнении (П1, 37, стр. 65)]. Некоторые сведения о процессе конденсации на поверхности и в объеме, важные для решения ряда вопросов, связанных с оформлением стадии выделения серной кислоты на промышленных установках, приведены ниже. [c.61] Значения коэффициентов А и В для рассматриваемого процесса приведены в табл. 22. [c.62] Из уравнений (III, 33) и (III, 34) следует, что с понижением температуры величина р уменьшается. Поэтому, если охлаждать парогазовую смесь, пересыщение пара увеличивается, так как числитель в уравнении (III, 32), т. е. давление пара в газовой смеси, остается неизменным, а знаменатель, т. е. давление насыщенного пара, уменьшается с понижением температуры. Следовательно, при охлаждении газовой смеси ненасыщенный пар переходит вначале в состояние насыщенного пара, а затем превращается в пересыщенный лар. [c.63] Вблизи поверхности пересыщенный пар находится в неустойчивом состоянии избыточные пары выделяются на поверхности в виде жидкости, т. е. конденсируются. Если конденсация происходит на поверхности стенок сосудов или аппаратов или на слое какой-либо жидкости, такой процесс называется конденсацией пара на поверхности. [c.63] Конденсация пара может происходить и на поверхности взвешенных в газе, невидимых невооруженным глазом частиц — на центрах конденсации (на поверхности пылинок, на мельчайших капельках жидкости, на ионах газа й др.). Этот процесс называют конденсацией пара в объеме. [c.63] При конденсации паров в объеме взвешенные частицы — центры конденсации—вначале покрываются пленкой жидкости, затем возникают капельки, образующие туман. [c.63] Разграничение понятий конденсации паров на поверхности и в объеме является условным, так как в обоих случаях происходит конденсация паров на поверхности, в одном случае—на видимой поверхности, а в другом—на поверхности невидимых центров конденсации. [c.63] Величины критического пересыщения пара для многих жидкостей определены экспериментально, значения S p. могут быть определены также по теоретическим формулам . Для серной кислоты эти данные представлены на рис. 11. Чтобы установить возможность образования тумана в данном процессе, требуется определить только один показатель—возникающее пересыщение пара. Процесс образования тумана можно разделить на две стадии 1) возникновение пересыщенного пара, 2) рост центров конденсации в пересыщенном паре до видимых размеров. [c.63] Из теоретических и практических данных известно, что пересыщение пара сильно изменяется в течение всего процесса. В правой части рис. 12 приведена типичная кривая изменения пересыщения пара в процессе конденсации паров на поверхности. Из рисунка видно, что пересыщение пара вначале увеличивается и по достижении максимального значения снижается. [c.65] При турбулентном движении газа в трубе температура газа и давление конденсирующихся паров жидкости могут быть приняты постоянными по всему сечению основного газового потока. Но в газовой пленке, прилегающей к стенке трубы, температура понижается в сечении АА с до и давление конденсирующихся паров уменьшается с до р -, в сечении ВВ соответственно от Г до T a и от р до р2. Понижение температуры газа по толщине газовой пленки происходит вследствие теплопроводности, а понижение концентрации паров—в результате диффузии их через газовую пленку. Каждый из этих процессов протекает самостоятельно при этом практически возникающее по толщине газовой пленки пересыщение вначале увеличивается и достигает некоторого максимального значения, а затем уменьшается. [c.65] Р—общее давление, мм рт. ст.-, о—безразмерный коэффициент. [c.65] С изменением температуры коэффициент 8 меняется незначительно, поэтому в ряде практических случаев его можно принять постоянным . [c.66] Рн—давление насыщенного пара, мм рт. ст. [c.66] Для газовой пленки 8=1, поэтому зависимость между р и Т по толщине пленки [уравнения (III, 37), (III, 39) и (III, 40)] упрощается. [c.67] Из уравнения (III, 41) можно определить температуру, при которой создается максимальное пересыщение пара. Подставив полученную величину в уравнение (III, 40), находят максимальное пересыщение пара, возникающее в основном газовом потоке при конденсации паров на поверхности. [c.67] Величина возникающего максимального пересыщения паров определяет возможность образования тумана, а положения максимального пересыщения в пленке и в основном газовом потоке показывают область, в которой образование тумана происходит в первую очередь. Рассмотрим влияние различных факторов на величину и положение максимального пересыщения при конденсации паров в полой трубе, охлаждаемой снаружи и имеющей одинаковую температуру поверхности по всей длине (см. рис. 12). [c.67] Из уравнения (III, 38) следует, что для заданной газовой смеси коэффициент 8 возрастает с увеличением коэффициента массоотдачи р и уменьшением коэффициента теплоотдачи а. При небольшом изменении Re зависимость коэффициентов р и а от гидродинамических факторов одинакова, вследствие чего эти факторы не могут влиять на повышение коэффициента 8. [c.68] Влияние различных условий на уменьшение возникающего пересыщения пара можно выразить через дополнительный коэффициент К, на который следует умножить 8. [c.68] Увеличение коэффициента 8 достигается при заполнении конденсационной трубы насадкой. В пересыщенном паре на поверхности насадки конденсируется дополнительное количество пара, тогда как отвода тепла на насадке не происходит. [c.68] Вернуться к основной статье