ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промывка осадка из "Разделение суспензий в промышленности органического синтеза" Промывка осадка — это процесс извлечения фильтрата из пор осадка другой жидкостью, называемой промывной. Иногда промывку осадка рассматривают как простое вытеснение фильтрата, заполняющего все поры осадка промывной жидкостью . Однако такое представление мало соответствует действительному процессу, происходящему с порах осадка при протекании в них промывной жидкости. Действительная картина проп.ессов, протекающих в слое осадка при его промывке значительно сложнее. [c.36] При контакте промывной жидкости с фильтратом, в котором растворено вещество, подлежащее вымыванию, наряду с простым вытеснением фильтрата промывной жидкостью в порах осадка наблюдается более сложный процесс вымывания из тупиковых пор и диффузионный процесс переноса вещества из пор и зерен осадка в промывную жидкость путем конвективной и молекулярной диффузии. Часто растворенные в фильтрате вещества частично адсорбированы на поверхности твердой фазы и в процессе промывки осадок должен быть частично или полностью освобожден от этих веществ. В этом случае процесс промывки осложняется диффузионным процессом десорбции вещества с поверхности твердых частиц в промывную жидкость. [c.36] В случае промывки агрегированных осадков, какими являются большинство осадков органических продуктов, при замене фильтрата промывной жидкостью за счет нарушения физико-химпческо-го равновесия (см, гл. IV) наблюдается частичное или полное разрушение агрегатов - . При этом изменяется пористость осадка [ размер пор, по которым течет жидкость, что дополнительно усложняет изучение процесса. Из сказанного становится ясным, что, несмотря на ряд исследований, процесс промывки осадков - изучен недостаточно. [c.36] Из уравнения (11-1), задавшись объемом промывной жидкости Уп, может быть найдено время промывки осадка т ,р. Однако этот объем обычно неизвестен, а он в основном и определяет качество промывки осадка. [c.37] При рассмотрении промывки осадка имеется две возможности подхода к процессу. [c.37] Первая из них заключается в изучении структуры потока жидкости через слой осадка, обусловленного структурой слоя осадка. Процесс промывки рассматривается как гидродинамический процесс, при котором в слое осадка происходит замещение фильтрата промывной жидкостью. [c.37] Второй подход к процессу промывки заключается в рассмотрении его как массообменного процесса, в котором замещение фильтрата промывной жидкостью происходит в соответствии с законами конвективной и молекулярной диффузии. [c.37] Выше отмечалось, что сложный характер явлений, протекающих нри промывке, приводит к тому, что в зависимости от конкретных свойств слоя осадка и фильтрата или от стадии промывки определяющей является гидродинамическая или диффузионная сторона процесса. [c.38] При промывке осадка происходит замещение фильтрата — жидкости, характеризующейся некоторой [соицентрацией растворенных в ней веществ, на другую жидкость, в которой растворенные вещества либо полностью отсутствуют, либо присутствуют в меньшей концентрации, поэтому целесообразно будет упомянуть о характере распределения концентраций жидкости в порах слоя осадка. [c.38] Одним из предельных случаев распределения концентраций является случай полного вытеснения жидкости, другим — случай полного перемешивания. Реальный случай — случай промежуточного типа (частичного перемешивания). [c.38] При рассмотрении упрощенной картины процесса (риг. 12, ) характер распределения концентраций при промывке соответствовал случаю полного вытеснения. На практике такой случай никогда не реализуется, даже в грубодисперсных осадках, структура которых остается неизменной при промывке. [c.38] Вопросы расчетного определения полей концентраций жидкостей в режиме частичного перемешивания достаточно хорошо разработаны применительно к ректификационным, абсорбционным аппаратам (в том числе иасадочным), химическим реакторам К сожалению, в процессе промывки осадков подобные методы не получили еще распространения, хотя слой осадка с капиллярами, в которых течет жидкость, может быть уподоблен аппарату насадочного типа, в котором осуществляется вытеснение одной жидкости другой и перемешивание этих жидкостей. В этом случае объем пор можно уподобить свободному объему аппарата. [c.38] Следовательно, при идеальном смешении (при отсутствии связи вымываемого вещества с твердой фазой) в слое осадка к моменту останется 0,368 весовой доли вымываемого вещества 0,632 доли его будет выведено из слоя . [c.40] Промывка осадка как диффузионный (массообменный) процесс, протекающий в определенной гидродинамической обстановке, состоит в том, что вымывание растворенного компонента промывной жидкостью происходит в результате диффузии конвективной и молекулярной в проточных каналах, молекулярной в Туликовых порах, адсорбции и десорбции компонентов из жидкой фазы на новерч-ность твердой фазы и обратно. [c.40] В случае, когда нарушения структуры осадка не происходит, процесс вымывания вещества из тупиковых пор лимитируется молекулярной диффузией. [c.41] Подробное изучение лимитирующих стадий позволяет в ряде случаев предложить и соответствующие методы их интенсификации Так, например, если на поверхности твердой фазы имеется адсорби рованный компонент, который необходимо отмыть от осадка, а a осадок допускает применение повышенных температур, целесообраз но производить промывку горячей жидкостью. Такие рекоменда ции проистекают из общих закономерностей равновесия при адсорб ции увеличение температуры способствует протеканию процесса десорбции (см. рис. 35). Длительный контакт промывной жидкости с осадком в случае вымывания примесей, адсорбированных на частицах, такн е способствует более интенсивному протеканию процесса десорбции. В связи с этим повышение скорости течения жидкости в капиллярах не вызывает повышения эффективности промывки (чем больше время контакта, тем более полно идет процесс десорбции, см. рис. 36). [c.41] В последние годы появился ряд работ, в которых рассматривается теория диффузионной стадии процесса нромывки . В результате исследований составлены дифференциальные уравнения процессов промывки с учетом молекулярной и конвективной диффузии и десорбции, а также с учетом продольного и поперечного перемешивания в слое. Однако в связи с трудностями определения граничных условий, а также из-за недостатка экспериментальных материалов, подтверждающих эти теории, практическое использование выведенных уравнений пока затруднительно. [c.41] Вернуться к основной статье