химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

применительно к системе с постоянным коэффициентом распределения (R = ylx = const): W (хн —xt) = Dyx = = RDxv Отсюда хх=( WIRD) (ха—*,); счет ступеней—сверху вниз.

576

Уравнение материального баланса для секций 2, 3, 4 будет иметь следующий вид: W {х1 — хА) = Dy2 = RDxt. После подстановки в последнее уравнение xt получим:

*а = (W/RD)' *„ - (W/RD? xt - (W/RD) xt Аналогично, подставив в уравнение материального баланса секций 3 и 4: W (дг2 — xt) = Dy3 = RDx, найденное выше значение х2, получим:

х. = (W/RD? х„ - iWIRD)3 *4 - (W/RDf xt - (W/RD) х{

Совершенно очевидно, что концентрация целевого компонента в рафинате 4-ой ступени выразится так;

х, = (WlRD)> х„ - (W/RD)* х4 - (WjRDf xa - (W/RD)' Xi - (W/RD) xt откуда

x, [\ +W/RD + (V/RD)» + (W/RD)3 + (W/RD)*] = (W/RD)' *< Просуммировав геометрическую прогрессию в левой части последнего уравнения, найдем:

*4 = [(W/RD)4 (W/RD- l)xa]/UW/RDf - 1]

По аналогии можно теперь написать для экстрактора с произвольным числом п равновесных ступеней:

хп = WIRD)1 (W/RD - 1) xH]l(W/RD)Ml - 1] (XII.4)

Формула (XII.4) позволяет определить требуемое число ступеней равновесия л при заданных значениях W, D, R, х„ и х„ или конечную концентрацию рафината хп при остальных известных величинах.

Если R Ф const, то требуемое число ступеней равновесия может быть найдено известным уже графическим методом на основе кривой фазового равновесия и рабочей линии в у —х-диаграмме (рис. XII-9, б). Напишем уравнение материального баланса для участка экстрактора, ограниченного нижним его концом и произвольным промежуточным сечением А—A; W (ха—лг) =з = D (ук —у), откуда

y = (DyK-Wxs)/D+(W/D)x (XI 1.5)

Прямая, описываемая уравнением (XI 1.5), является рабочей линией процесса; она отсекает на оси ординат отрезок (DyK — — Wx„)ID и образует с осью абсцисс угол, тангенс которого равен WID. Способ построения ступенчатого хода процесса был неоднократно описан в главах X и XI.

Частичная взаимная растворимость экстрагента и растворителя. Отличительной особенностью рассматриваемого процесса является изменение по высоте экстрактора не только концентрации целевого (экстрагируемого) компонента В в обеих жидких фазах, но также количеств растворителя А и экстрагента С. Напомним, что взаимная растворимость последних (л и С) зависм от концентрации присутствующего третьего компонента (В).

577

В связи с этим мы будем оперировать в дальнейшем не относительными, а абсолютными массовыми концентрациями, обозначая их, как и до сих пор, через х (в фазе с преобладанием растворителя) и у (в фазе с преобладанием экстрагента). Обозначения массовых потоков обеих фаз в отдельных ступенях экстрактора приведена на рис. ХП-10, о.

Рис. ХП-10. К расчету многоступенчатой про тивоточной акстракции при частичной взаимной

%Ун=п %Х растворимости акстрагента н растворителя:

—ir—? I—я — схема процесса; б — рабочая диаграмма.

а

Напишем уравнения материальных балансов обоих потоков для отдельных ступеней экстрактора:

W + Da = »", + ?>,; Г, + D3 = W% + D2; W2 + D, = W3 + D3 . . . HV, +

+ Dw = Wn + Da

Из написанных уравнений следует: W — Dt = й^, — D, — = Wa -Л, = ... = W„ — D„+1 = const.

Таким образом, фазовые потоки изменяются по высоте экстрактора, но разность их во всех сечениях последнего постоянна.

Уравнения материальных балансов отдельных ступеней по целевому компоненту имеют следующий вид:

^тпА = УЛт-В1Й; ^Л + 0,ЙГ, = ГЛ + 0Л; W,*, + D,y,=, = BV., + DJBV, • • • Из последних уравнений находим, Wx- Dm = Wlxt- D#, = ГЛ - D3j,, = . . . = р/„д:я -D„+l5r„+T = const

т. е. разность абсолютных количеств целевого компонента в потоках обеих фаз постоянна во всех сечениях экстрактора.

578

В таком случае для всех сечений экстрактора характерна некоторая постоянная приведенная концентрация целевого компонента:

(W„xn - D„+1y„+1)/(?7„ - Dn+l) = SB = const (a)

Аналогичные выражения можно написать для приведенных концентраций растворителя и экстрагента, обозначаемых в дальнейшем соответственно через а, А и с, С:

(Wnan - DMiAnVl)/(Wn - D„+i) = SA = const (б) 0„+1Ся+1)/(Г„ - D„+j) = SC = const (в)

Величины SA, SB и Sc являются координатами точки, общей для всех сечений экстрактора и носящей название полюса. Эта точка обычно расположена вне поля треугольной диаграммы и соответствует, следовательно, некоторому гипотетическому раствору. Базируясь на свойствах полюса можно, графическим путем определить требуемое число ступеней равновесия в экстракторе при частичной взаимной растворимости экстрагента и растворителя.

Допустим, что из исходной смеси состава М (рис. ХП-10, б) необходимо извлечь целевой компонент В до остаточной его концентрации в рафинате, соответствующей точке Р. Вследствие частичной взаимной растворимости растворителя и экстрагента раствор состава Р может быть получен'только после удаления экстрагента из рафината Ръ покидающего экстрактор. Как было показано выше, точки Р, Pt и С лежат на одной прямой, на которой располагаются смеси, образуемые исходным раство

страница 80
< 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
футболки с коротким рукавом в липецк
удаление паховой грыжи
новогодние елки для детей 2016
вентилятор вр-80-75-6,3 2,2/1000 пр0

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
(04.12.2016)