Интенсификация массообменной и химической составляющих

Чтобы лучше понять механизм, обеспечивающий эффективность использования приема совмещения, рассмотрим, как химический и массообменный процессы влияют друг на друга при совместном их проведении.

На рис. 10.1 приведен пример, иллюстрирующий влияние химического превращения, протекающего в одной из фаз, на интенсивность обмена веществом между ними. Так, наличие в жидкой фазе химической реакции приводит к снижению концентрации в ней реагента В и, как следствие, к росту движущей силы процесса переноса данного вещества из паровой фазы в жидкую. На рис. 10.16 представлен случай, когда наличие в многокомпонентной смеси химического превращения позволяет переводить состав разделяемой смеси из области дистилляции, где устойчивым узлом является вещество Л, в область дистилляции с устойчивым узлом, соответствующим веществу С. Это в свою очередь расширяет возможности процесса разделения, так как в качестве кубового продукта в режиме второго заданного разделения во втором случае становится возможным выделение чистого вещества С. Рассмотренный выше механизм лежит в основе технологического комплекса, реализующего принцип перераспределения концентраций за счет химического взаимодействия.

Рис. 10.1. Интенсификация процесса межфазного переноса:

а) — влияние реакции на интенсивность межфатного переноса: 6) — переход между областями ректификации за счет протекания реакции.

Рис. 10.2. Влияния избирательного обмена на химическое превращение.

Для анализа влияния избирательного обмена, обусловленного процессом разделения на химическое превращение, рассмотрим стационарный режим, установившийся в однородной по составу реакционной зоне. Основной продуктовый поток F* отводят из реакционной зоны без предварительного разделения (см. рис. 10.2).

Некоторую часть dF*, отбираемого из реакционной зоны потока, отводят через подсистемы выделения продукта (Р, Ръ… Р"). В качестве последних могут выступать части разделительного аппарата (исчерпывающая и укрепляющая секции колонны при реакционно-ректификационном процессе), отдельные разделительные аппараты или их комплексы. В этом случае избирательный обмен характеризуется результирующей нодой, которая представляет собой разность состава жидкости х в реакционной зоне и состава у суммарного продуктового потока, отводимого из подсистем выделения продукта (Л, Pi…Л,).