химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

ых экстракторов Е — 0,70—0,95.

Колонные экстракторы. Наиболее простые по своему устройству распылительные колонны, как уже сказано выше, обладают низкой эффективностью вследствие нарушения противотока фаз продольным перемешиванием. На практике эти колонны все же целесообразно применять в тех случаях, когда одна или обе жидкости содержат взвешенные твердые частицы (отсутствие внутренних распределительных устройств препятствует засорению колонны) и необходимое число ступеней равновесия мало (2—5). Преимуществом распылительных колонн является высокая пропускная способность [часто более 200 м3/(мг-ч)], которая, однако, ограничена определенным пределом. Дело в том, что с увеличением потока дисперсной фазы при постоянном расходе сплошной возрастает объемная доля (задержка) первой, уменьшается площадь для прохода и увеличивается скорость второй фазы. Эта скорость может достигнуть значения, при котором дисперсная фаза изменит направление движения и будет уноситься сплошной фазой, т. е. колонна начнет захлебываться и нарушится ее нормальный рабочий режим. Аналогичная картина будет наблюдаться в случае увеличения потока сплошной фазы при постоянном расходе дисперсной. Таким образом, каждой скорости дисперсной (обычно более легкой) фазы соответствует определенная скорость сплошной (более тяжелой), при превышении которой невозможна нормальная работа колонны.

Во всех случаях при постоянном потоке сплошной фазы задержка дисперсной фазы в колонне возрастает по мере увеличения ее расхода; капли движутся все в более стесненных условиях. При этом скорость движения капель все более отстает от скорости их свободного движения (осаждения) в неподвижной жидкой среде. Скорость скольжения, т. е. относительная скорость фаз при их противотоке определяется из соотношения:

[»0 = Шд/Зд + и>с/(1-Зд) =шк(1—Зд) (а)

где ЬУд и вус — скорости дисперсной и сплошной фаз, отнесенные к полному сечению колонны; Ш[< — так называемая «характеристическая» скорость.

Связь между величинами а>л, wa и Зд в момент захлебываиия колонны, обозначаемыми в дальнейшем через wA3, wus и Здз, можно определить при помощи уравнения (а), приняв: dwJd3R = 0 и дшлШл = 0, т. е.

"-дз = 2и>кЗдз (1 - Здэ); шсэ = wK (1 - 23да) (1 - Зд,)2 (б)

Из последних уравнений находим задержку дисперсной фазы при захлебывании колонны:

Здэ = ([(Идз/Шсз)2 + 8н'дэ/а'оз]0'5-3 (юдз/шсз))/[4(1 -дадз/юсз)] (XII.8)

592

593

Из уравнений (XII.8) следует, что задержка дисперсной фазы при захлебывании колонны не зависит от размера капель и физических свойств жидкостей. Скорость сплошной фазы при захлебывании ша можно с некоторым приближением определить по уравнению (а), приняв величину wK равной скорости стесненного осаждения капель. Более точные значения mic3 можно найти по следующей скорректированной формуле:

wC3 = 0,39 V28/[0.21%c'°75Pc'5 + 0,267rfc».°56p°'S(^H)0'5]2 (XII.9)

где "-с — вязкость сплошной фазы, Па-с; Рс в рд— плотности сплошной и дисперсной фаз, кг/м3; Др — разность плотностей обеих фаз, кг/м3; rf0 — средний диаметр капель, м.

При проектировании распылительных колонн принимают Wc=0Awc3. По расходу сплошной фазы и скорости к'с определяют диаметр колонны. Высота ее может быть приближенно рассчитана с помощью общего коэффициента массопередачи. При этом для нахождения коэффициента массоотдачи сплошной фазы пользуются формулой

Кс = 0,725 (d^oPc/Hc)"0,43 (CcPc/Dc)"0'88 Щ (1 - Зд) (в)

в которой Da — коэффициент диффузии экстрагируемого вещества в сплошной фазе.

Коэффициент массоотдачи дисперсной фазы при d0 > 7,25 [o0,55u°'6/

/(sdPc)0S5Pcl'3]0'S определяют по формуле:

Кл = 0,00375шп/(1 + u„/uc), (г)

а при меньших значениях da — по формуле:

Кд = n,9OR/d0 (д)

В формулах (в) — (д) коэффициенты массоотдачи выражены в кмоль/1(ма'С-(кмоль/м3)]; wn — скорость свободного осаждения (всплыва-ния) капли; Da — коэффициент диффузии экстрагируемого вещества в дисперсной фазе.

Насадочные колонны, как уже отмечалось, эффективнее распылительных благодаря меньшему продольному перемешиванию и более интенсивному редиспергированию капель. Они обладают, однако, меньшей производительностью, так как значительная часть их поперечного сечения занята насадкой (кольца, седла и т. п.). Во избежание растекания капель при контакте с поверхностью насадки материал последней должен предпочтительно смачиваться сплошной фазой. Размер элемента насадки, как и в других насадочных колоннах, не должен превышать 1/8 их диаметра с целью уменьшения объема пристенного пространства и канало-образования. Одновременно следует учесть, что в экстракционных насадочных колоннах средний размер образующихся капель dcp (следовательно, и удельная поверхность дисперсной фазы) зависит от размера элемента насадки /. При этом для каждой жидкостной системы существует критический размер элемента насадки /„„, определяемый по формуле: /кр = 2,42 (o7g Др)0'5 м.

При ?> /кр средний размер капель rfCp практически не зависит от формы и размера /, а также от отношения объемных расходов сплошной и д

страница 87
< 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
ну, погоди поймай звезду отзывы
тумбочки из эко кожи венчензо 135
купить лесной участок на новорижском шоссе
склеродермия контрактура картина

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
(23.10.2017)