STĘŻĘNIA
Ułamki:
Molowe
Masowe
Stosunki:
Molowe
Masowe
Średnia masa molowa
Gęstość mieszaniny gazowej
Zależność gęstości od T i p
DYFUZJA
I prawo Ficka:
Ilość substancji dyfundującej w czasie t przez określoną powierzchnię prostopadłą do kierunku dyfuzji jest proporcjonalna do pola powierzchni S, gradientu stężeń i czasu.
gdzie:
J - gęstość strum. masy [
]
dc - stężenie składnika [
]
dx - odległość [m]
D - wsp. dyfuzji składnika [
]
dla cieczy:
dla gazów:
II prawo Ficka:
Moduł napędowy procesu dyfuzji:
gdzie:
yAr - ułamek molowy w rdzeniu
yAz - ułamek molowy w zwierciadle
(yf)n - przeciwstężenie
Definicja strumienia masy:
Definicja gęstości strumienia masy:
Wnikanie masy:
gdzie:
- wsp. proporcjonalności
- wsp. wnikania masy
Przenikanie masy:
gdzie:
yAz - zamiennik stężeń
kAII - wsp. przenikania masy
Zasada wyznaczania współczynników dyfuzji (metoda Stefana)
DESTYLACJA
Zależność składu cieczy i pary od T i p:
Równanie Fenskiego:
Linie równowago x-y-T i x-y:
x-y-T x-y
Destylacja. Warunki rozdziału mieszaniny:
To rozdział mieszaniny ciekłej na składniki przez odparowanie a następnie skroplenie jej składników. Warunkiem rozdziału jest:
różne temperatury wrzenia składników
w danej temp. skład cieczy różni się od pary
Destylacja różniczkowa:
Do kotła dostarcza się okresowo pewną ilość mieszaniny o składzie x0. Następuje jej podgrzanie i odparowanie par o składzie y0. w kotle zostaje mieszanina o składzie xn (uboższa o składnik bardziej lotny). Znowu następuje podgrzanie i odparowanie par o składzie yn. Proces przebiega po linii równowagi.
Bilans:
Destylacja równowagowa:
Do kotła w sposób ciągły dopływa mieszanina o stałym składzie x0. W kotle zostaje ona doprowadzona do temp. równej punktowi C na wykresie x-y-T. „Pół lotna” mieszanina trafia do rozdzielacza, gdzie jest rozdzielana na składnik bardziej lotny D i mniej lotny W.
Bilans:
Linie operacyjne:
górna
dolna
po połączeniu
Jak linie operacyjne przetną się z linią równowagi to R=min
Jak przetną się nad to rektyfikacja niemożliwa
Jak stworzą linie prosta to R=max
Definicja powrotu:
Półka teoretyczna. Sprawność:
Sposoby prowadzenia rektyfikacji:
Pod cisnieniem atmosferycznym, w próżni, pod wyższym ciśnieniem.
Okresowo lub ciągle.
Rodzaje kolumn:
półkowe:
dzwonkowe, tunelowe, zaworowe, rusztowe, kaskadowe, sitowe, tunelowo sitowe
ze spływającą warstwą cieczy:
z wypełnieniem, rurkowe
z wirującymi elementami
ABSORBCJA
Równanie Henrego. Zależność stałej Henrego od T:
Zależność rozpuszczalności od T i p:
Przenikanie masy:
wsp wnikania β i przenikania K
kryt Reynoldsa
b) liczba Shmidta
c)liczba Sherwood`a
Równanie linii operacyjnej w kolumnie z wypełnieniem. Minimalny stosunek orosienia:
Rodzaje absorberów:
powierzchniowe
błonkowe
kolumnowe:
z wypełnieniem, natryskowe, barbotażowe
Absorbery powierzchniowe. Zasada działania. Zastosowanie.
Cechą charakterystyczną tego typu aparatów jest ograniczenie powierzchni międzyfazowej ciecz/gaz tylko do powierzchni swobodnej cieczy. Przepływ cieczy i gazu powinien być przeciwprądowy
EKSTRAKCJA
Definicja wsp podzialu dla skł eksrahowanego:
Stosunek stężeń w danych warunkach jest stałe i równe współczynnikowi podziału k
Ekstrakcja jednostopniowa w oparciu o trójkąt fazowy Gibbsa:
1 - obszar całkowitej rozpuszczalności (A+B+C=ukł. jednofazowy)
2 - linia równowagi
3 - obszar roboczy (A+B+C=ukł. dwufazowy)
SGR - graniczne stężenie surówki
K - wsp podziału
Surówkę o danym składzie (mniejszym od SGR) poddajemy ekstrakcji. Dodajemy skł C. W zależności jaki ekstrakt chcemy uzyskać patrzymy na linię RE w obszarze roboczym. Gdy chcemy uzyskac ekstrakt E to szukamy punktu przecięcia RE i CS i dodajemy tyle rozpuszczalnika wtórnego C ile wynosi rzut punktu przecięcia no linię AC.
Cechy dobrego rozpuszczalnika:
mała rozpuszczalność w cieczy zasilającej i rafinacie
selektywność
gęstość różna od gęstości surówki
duże k
duży wsp dyfuzji DAB w porównaniu z subst ekstrahowaną
nie palność
niska temp krzepnięcia
łatwość regeneracji
Typy ekstraktorów:
mieszalnikowy
mieszalnikowo-odstojnikowy