химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ть найдены графическим путем при помощи у —^-диаграммы равновесия (рис. ХП-8, б). В самом деле, из уравнения (а) материального баланса первой ступени следует: ———? = nWtD.

ха — х\

Аналогично из уравнений материальных балансов следующих ступеней получим:

Уг/(*1 - *а> = "W/O; »./(*> - *г) = nW/D . . . (/„/(%-, - *я) = nW/D (в) Проведя в диаграмме у —х из точки с абсциссой хн прямую под углом а = arctg (nW/D) до пересечения с кривой равновесия, получим точку с координатами хи yL. Прямая, проведенная под тем же углом сх из точки с абсциссой хи пересечет кривую равновесия в точке с координатами *2, у2 и т. д. Легко видеть, что средняя концентрация целевого компонента в объединенном экстракте выразится так: ycv = (yt + у2 + у3 + ? ? ? + уп)1п.

Изложенный графический метод расчета применим также в том случае, когда общий расход экстрагента распределяется не поровну между ступенями. Если на первую, вторую, третью и т. д. ступени подаются количества экстрагента, соответственно равные D,, D2, D3 и т, д., то наклонные прямые из точек с абсциссами хн, xlt х2 и т. д. (рис. ХП-8, б) образуют углы, тангенсы которых равны WlDlt WlD2, W/D3 и т. д. Заметим, однако, что минимальному общему расходу экстрагента соответствует его равное мерное распределение между ступенями. Для доказательства этого положения допустим, что расходы экстрагента на ступени двухступенчатого экстрактора составляют D± и Da кг. Общий расход экстрагента выразится суммой:

D = D1 + ОА = V 1ха - + (х, - х,)!у,\ = W [(хя - JCJ/KX, + + (*i — x»)/RxJ,

Приравнивая dD/dx1 = 0, находима, = ]/хнх2. Этому условию соответствует D, = D2.

Частичная взаимная растворимость экстрагента и растворителя. В рассматриваемом процессе, как и в предыдущем, рафинат каждой ступени взаимодействует со свежей порцией экстрагента. Допустим, что в первой ступени после смешения исходного раствора М с заданной порцией экстрагента С образуется гетерогенная смесь N-l (рис. ХП-8, в). После расслоения последней получается рафинат Plt который смешивается во второй ступени с заданной порцией свежего экстрагента, образуя гетерогенную смесь Na. Полученный после расслоения рафинат Р2 образует с заданной порцией свежего экстрагента смесь Ns, из которой отделяется рафинат Р3. Если третья ступень является последней, то из рафината Р3 отгоняется экстрагент, после чего состав рафината будет соответствовать Р3.

Экстракты, уходящие из трех ступеней экстрактора, имеют составы, изображаемые точками 1, 2 к 3, а после удаления из них экстрагента — точками Эи Э3, Э3.

Рассмотренные процессы перекрестной экстракции, безусловно, выгоднее одноступенчатой экстракции как по расходу экстрагента, так и по достигаемой концентрации целевого компонента в экстракте. Это положение особенно наглядно вытекает из графика, приведенного на рис. ХП-8, б. В самом деле, уравнение материального баланса трехступенчатого аппарата имеет следующий вид: W (хк —х3) = Dm +А,?2 +D3y„.

Для достижения той же конечной концентрации рафината х3 в одноступенчатом аппарате потребуется расход экстрагента D кг н материальный баланс выразится уравнением: W (хн—х3) = = Dys. Так как левые части двух последних уравнений равны друг другу, а у1>у2>у3, то D>D1+Dt+D1 и у ср= ?= 1/3 (Уг + Уг + Уз) > УзКрупным недостатком перекрестной экстракции, ограничивающим ее применение лишь в специальных случаях, является получение нескольких экстрактов, концентрации которых понижаются по мере удаления от первой ступени к последней. Низкая концентрация объединенного экстракта влечет за собой высокий расход экстрагента н большие затраты на его регенерацию. Эти недостатки устранены в наиболее распространенном методе многоступенчатой противоточной экстракции.

574

575

Противоточна я экстракция без флегмы

Особенностью рассматриваемого процесса является встречное движение взаимодействующих жидкостей; исходный раствор и экстрагент вводят в аппарат с противоположных его концов, где они встречаются соответственно с уходящими потоками экстракта

У, W Уг Ц

Рис. XII-9. К. расчету многоступенчатой противоточной экстракции при полной взаимной нерастворимости экстрагента и растворителя: а — схема процесса; б — рабочая диаграмма.

и рафината (рис. XII-9, а). Контакт свежего экстрагента с уходящим рафинатом способствует лучшему извлечению целевого компонента, а контакт свежего раствора с уходящим экстрактом благоприятствует росту концентрации последнего. В результате при встречном движении раствора и экстрагента достигается высокая степень экстракции при минимальном расходе экстрагента. Процесс протекает непрерывно и осуществляется в секционированных горизонтальных аппаратах (например, в многоступенчатом ящичном экстракторе), в ранее описанных вертикальных колоннах и центробежных экстракторах. Как и в предыдущих случаях, рассмотрим два варианта процесса.

Полная взаимная нерастворимость экстрагента и растворителя. Напишем уравнение материального баланса четырехсек-ционного экстрактора (рис. XI1-9, а), питающегося свежим экс-трагентом (у„ = 0),

страница 79
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
софит перфорированный производитель
ремонт гофры глушителя ситроен
концертный тур филиппа киркорова
шашки для такси ростов дагестан

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)