Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Массопередача в экстракционных аппаратах

    Дифференциально-контактные и ступенчатые экстракторы без перемешивающих устройств (распылительные, тарельчатые, ситчатые колонные экстракторы) отличаются сравнительно низкой интенсивностью массопередачи. Это объясняется тем, что в системах жидкость — жидкость разность плотностей фаз значительно ниже, чем в системах газ — жидкость или пар — жидкость. Поэтому собственная энергия потоков, используемая для контактирования фаз, в экстракционных аппаратах без перемешивающих устройств недостаточна для преодоления сил [c.649]


    Массопередача в значительной мере зависит от гидродинамического режима в данном экстракционном аппарате, основой которого является междуфазовый контакт или взаимодействие двух жидкостных потоков. При рассмотрении фазового равновесия мы называли жидкостные потоки экстрактом и рафинатом, а в массопередаче обычно называют одну фазу легкой, а другую тяжелой, либо одну фазу сплошной, а другую дисперсной. При этом сплошной фазой называют ту, которая заполняет все сечение экстракционного аппарата, а дисперсной ту фазу, которая в виде капель или струй распределяется в сплошной фазе легкой называют фазу, обладающую меньшим удельным весом, а тяжелой—фазу, обладающую большим удельным весом. [c.626]

    Чем больше диаметр капель, тем меньше коэффициент массопередачи. Исследованные распылительные колонны имели коэффициенты массопередачи порядка от 1 кг-мол м -час (в колоннах с каплями диаметром до 10 мм) до 60 кг-мол м" час (с каплями диаметром 1 3 мм). Распылительные колонны применяются в промышленности, однако они имеют весьма низкие пределы нагрузки, так как увеличение скорости потоков в них приводит к рециркуляции дисперсной фазы. Их эффективность сравнительно ма.. (а, поэтому в последнее время эти колонны вытесняются другими, более совершенными, экстракционными аппаратами. [c.631]

    Массопередача в экстракционных аппаратах [c.260]

    Высоту Н экстракционного аппарата, работающего с непрерывным контактом фаз, можно определить на основе уравнений массопередачи (см. разд. 10.8.3, 10.8.4) либо по методу ВЕП. В последнем сл чае по результатам экспериментов оценивают значение высоты единицы переноса и, определив число единиц переноса (ЧЕП) а, необходимое для достижения заданной степени извлечения (по известной кривой равновесия и построенной рабочей линии), рассчитывают высоту (протяженность) рабочей зоны экстрактора  [c.1133]

    В настоящее время на основании многочисленных исследований найдены эмпирические зависимости, позволяющие рассчитать цля заданной производительности основные размеры экстракционного аппарата. Очень важная характеристика аппарата нри заданной системе жидкость — жидкость — коэффициент массопередачи Р, значение которого необходимо при расчетах. Коэффициент массопередачи — это количество вещества, переходящего в единицу времени из одной фазы в другую через единицу площади раздела фаз лри средней движущей сипе процесса, равной единице. [c.292]


    Различными исследователями предложен целый ряд эмпирических формул для нахождения значения коэффициента массопередачи для аппаратов различных конструкций, однако его можно найти и экспериментально. Поскольку не во всех экстракционных аппаратах можно определить величину поверхности раздела фаз, иногда коэффициент массопередачи удобнее отнести к единице объема аппарата. [c.292]

    Локальные коэффициенты массопередачи. Все рассмотренные выше вопросы, связанные со скоростью массопередачи, относятся к локальным или мгновенным) коэффициентам массопередачи. В реальном процессе экстракции вследствие изменения концентрации распределяемого компонента движущая сила процесса, физические свойства веществ, гидродинамические условия и другие параметры, от которых зависят величины локальных частных и общих коэффициентов массопередачи, изменяются в пространстве (неодинаковы по величине в различных точках экстракционного аппарата) или во времени. Поэтому на практике скорость массопередачи должна рассматриваться совместно с уравнениями материального баланса. [c.206]

    Дисперсная и сплошная фазы. Для ускорения массопередачи при увеличении поверхности контакта фаз одну жидкую фазу распределяют в виде тонких пленок или мелких капель в объеме другой (сплошной) фазы. В качестве дисперсной фазы выбирают легкую либо тяжелую фазу, экстрагент или исходный раствор (экстракт или рафинат). Для описания работы экстракционного аппарата более важное значение имеют кинетические характеристики, отнесенные к дисперсной или сплошной фазе (например, Ква и Нюо или Кса и Нюс), чем к фазам экстракта и рафината. [c.519]

    Массопередача. Анализ массопередачи и получение надежных характеристик массообмена, необходимых для проектирования экстракционных аппаратов, невозможно без предварительной оценки степени продольного перемешивания в этих аппаратах. Продольное перемешивание в насадочных колоннах значительно менее интенсивно, чем в распылительных колол-нах [c.555]

    В рекомендованных уравнениях для расчета экстракционных аппаратов не отражено влияния межфазовой турбулентности и сопротивления на границе раздела фаз — явлений, которые в настоящее время еще не поддаются учету. Кроме того, рекомендуемые уравнения получены при помощи обработки результатов опытов, проведенных на бинарных системах, т. е. при растворении одной жидкости в другой, в которой первая частично растворима. Все количество дисперсной фазы, задерживаемое в колонне в этом случае, по-видимому, представляет собой активную УС, т. е. участвует в массопередаче. При наличии третьего (распределяемого) компонента некоторое количество капель непрерывно задерживается в насадке, причем в них быстро достигается состояние равновесия с окружающей жидкостью вследствие этого поверхность таких капель нельзя рассматривать как поверхность, участвующую в массопередаче. [c.558]

    Проектирование аппаратуры для процессов жидкостной экстракции основывается на законах равновесия фаз, уравнениях скоростей массопередачи и материальных балансов, а также на закономерностях, описывающих производительность оборудования. Ниже рассматриваются эти закономерности, за исключением вопросов производительности экстракционных аппаратов, которые будут освещены во втором томе. [c.429]

    Скорости массопередачи в экстракционных аппаратах зависят от большого числа переменных. Поэтому полу- [c.459]

    Массопередача при стесненном движении капель. Несомненно, это наиболее интересный для практики случай, так как во всех современных экстракционных аппаратах с целью интенсификации массообмена применяют принудительное перемешивание, способствующее увеличению межфазной поверхности и повышению коэффициентов массопередачи. [c.163]

    Экстракция распределяемого вещества часто протекает неравномерно по высоте (длине) экстракционных аппаратов, причем в некоторых из них заметная, а иногда и большая, часть вещества экстрагируется в месте ввода в аппарат одной из фаз (так называемые концевые эффекты). Причина концевых эффектов, наиболее значительных на входе сплошной фазы, до сих пор точно не установлена. Можно допустить, что из-за нестационарности массопередачи на входе свежей сплошной фазы перепад концентраций (движущая сила) может быть во много раз больше, чем в объеме аппарата, что должно вызвать значительно более интенсивный поток распределяемого вещества. Концевой же эффект на входе дисперсной фазы может быть объяснен тем, что поступающие в аппарат крупные капли или струи перед моментом их распада движутся с высокой скоростью. Таким образом, в количественном отношении значение концевых эффектов определяется тем, насколько быстро перемешивается поступающая в аппарат сплошная фаза с жидкостью в аппарате, или насколько быстро происходит распад дисперсной фазы на капли, размер которых равен среднему размеру капель в аппарате. [c.257]


    Исследования распылительных колонн полезны для выяснения общих закономерностей гидродинамики и массопередачи в экстракционных аппаратах других типов. [c.263]

    Книга представляет собой сборник трудов Всесоюзного научно-технического совещания по вопросам теории и практики процессов жидкостной экстракции. Отдельные разделы сборника посвящены механизму массопередачи в процессах жидкостной экстракции, методам расчета скорости массопередачи и высоты противоточных экстракционных аппаратов, закономерностям процессов массопередачи в высокоэффективных экстракторах, вопросам исследования и проектирования экстракционных установок, а также исследованию гидродинамики жидкостной экстракции в модельных и промышленных условиях. Кроме того, в книге рассматриваются главные направления дальнейшего развития этой области науки. [c.2]

    Высота единицы переноса служит мерой коэффициента массопередачи и имеет значительную практическую ценность при расчете экстракционных аппаратов, так как почти не зависит от скорости потоков [62].,  [c.18]

    Описаны практические методы расчета экстракционного оборудования, используемого в различных отраслях промышленности. Рассматриваются основы гидродинамики, кинетики, массопередачи и теплообмена экстракционных процессов, принципы их математического моделирования, конструкции современных экстракционных аппаратов. Особое внимание уделяется вопросам рационального выбора оборудования, обеспечивающего повышение качества продукции. [c.336]

    Скорость движения сплошной фазы является определяющей при расчете основных конструктивных размеров экстракционного аппарата. На процесс массопередачи большое влияние оказывают особенности ввода потоков фаз и характер их движения в аппарате. Например, с целью ускорения процесса массопередачи обеспечивают высокую разность концентраций при осуществлении противоточного движения фаз внутри аппарата или между экстракционными ступенями, составляющими каскад, либо применяют перекрестное движение фаз. [c.55]

    Существенным недостатком всех известных критериальных уравнений Гельперин считает усреднение значений коэффициентов массопередачи по высоте (или объему) экстракционных аппаратов. Такое усреднение может привести к особенно большим неточностям при наличии так называемых концевых эффектов , на долю которых в ряде случаев приходится до 60—90% общего количества экстрагируемого вещества. Закономерности этого явления, характеризующегося резким возрастанием концентрации экстрагируемого вещества в экстрагенте на входе одной или обеих фаз в колонну, еще недостаточно исследованы. [c.134]

    В ходе проектирования и освоения непрерывного метода экстракции сланцевых фенолов в связи со склонностью продуктов к эмульгированию возникла необходимость разработки наиболее совершенных конструкций экстракционных аппаратов и определения оптимальных условий осуществления процесса. Это потребовало исследования механизма массопередачи из единичных капель. [c.174]

    Во всех случаях при разработке и выборе конструкций экстракционных аппаратов целесообразно стремиться к соблюдению следующих основных требований, обеспечивающих максимальную массопередачу  [c.112]

    Подобное представление о массопередаче с химической реакцией в одной фазе и физическом равновесии для соединения, переходящего из одной фазы в другую, в кинетическом режиме использовано, например, в работе [14]. Автор получил уравнения для характеристики изменения концентраций в каскаде экстракционных аппаратов или в колонне. [c.12]

    Оба метода учитывают гидродинамические условия процесса экстракции и влияние этих условий на массопередачу. С их помощью можно определить высоту экстракционной колонны. Расчет третьим методом ведется в два этапа в первом определяется число теоретических ступеней, которое потребовалось бы для проведения экстракции в многоступенчатой аппаратуре, а во втором—высота колонны, соответствующая одной ступени. Умножая ее на число ступеней, получим общую высоту колонны. Этот метод имеет некоторые преимущества, так как дает возможность не только определить размеры многоступенчатой системы, но и проанализировать в условиях состояния равновесия влияние на процесс некоторых параметров (количество растворителя, концентрация). Однако он не дает ясного представления о механизме массопередачи. Хотя этот метод применяется при расчетах диффузионных аппаратов и описан в технической литературе с использованием высоты эквивалентной теоретической ступени , в настоящей работе он не рассматривается. [c.239]

    Отделение аппарата от пульсатора значительно облегчает обслуживание экстракционной установки в тех случаях, когда недопустимо соприкосновение обслуживающего персонала с обрабатываемыми жидкостями и требуется полная герметизация аппаратуры, например при работе с радиоактивными и ядовитыми растворами, В этом заключается специфическое и существенное достоинство пульсационных экстракторов, которые но интенсивности массопередачи и производительности близки к механическим экстракторам с мешалками. [c.545]

    Экспериментальные исследования массообмена в конкретных аппаратах являются основой для последующего проектирования. Результаты таких исследований различные авторы обобщают в виде эмпирических или критериальных уравнений, причем обобщенными величинами являются высота, эквивалентная теоретической тарелке (полке ), высота единицы переноса массы или объемный коэффициент массопередачи. Эти величины зависят от межфазной поверхности и коэффициента массоотдачи. До сих пор опубликовано мало работ, касающихся коэффициентов массоотдачи в обеих жидких фазах экстракционных систем, поскольку из-за необходимости применения специального оборудования в лабораторные программы редко включаются исследования межфазных поверхностей или диаметров капель. В свою очередь, вредное влияние на процесс оказывает обратное [c.325]

    В то же время недавно при расчетах экстракции с учетом продольного перемешивания были получены надежные результаты [1]. Принимая во внимание влияние прямого и обратного перемешивания, были определены общие коэффициенты массопередачи на модели роторно-дискового контактора (РДК) диаметром 50 мм, а также на промышленной колонне диаметром 2000 мм. Коэффициенты массопередачи оказались одинаковыми для обоих аппаратов. Таким образом была показана возможность надежного моделирования экстракционных колонн. [c.173]

    Таким образом, для расчета экстракционной колонны требуется комплекс данных размер, распределение капель, предельная производительность, скорости коалесценции и движения капель, продольное перемешивание, распределение фаз, коэффициент массопередачи и т.п. [см. (1-14)], - которые могут быть получены по результатам лабораторных исследований процесса (М , М ,кинетика), испытанию модельного образца аппарата в реальных условиях или соотношениям, полученным ранее для подобных систем. [c.110]

    Высо.тсий коэффициент диффузии й возникновение спонтанной турбулентности на границе фаз ( 9). Эти факторы влияют на скорость массопередачи и тем самым на размеры экстракционных аппаратов. [c.15]

    Для определения коэффициентов массоотдачи применяются ди-фузионные ячейки [112, 113] с неподвижными жидкостями. Лучшее приближение к рабочим условиям в экстракционных аппаратах даютячейки с перемешиванием жидкости, так как в них можно определить влияние турбулентности на массопередачу [22, 48, 54]. В таких ячейках Дэви [22] исследовал скорость диффузии различных солей (хлорида калия, бромида калия, иодида калия, натрия, лития [c.79]

    Массопередача при экстрагировании. Физическая сущность процесса экстрагирования состоит в переходе распределяемого между фазами вещества из одной жидкой фазы в другуго. Поэтому эффективност , работы экстракционных аппаратов определяется скоростью массопередачин может быть выражена уравнениями массопередачи, которые были приведены в главе X. [c.626]

    Гидродинамическая кавитация позволяет интенсифицировать процесс массопередачи за счет разрушающего действия кумулятивных микропотоков растворителя путем высокоскоростного проникновения их в частицы твердой или жидкой фаз. Способ заключается в том, что измельченное растительное сырье укладывают в экстракционный аппарат в пакетах из фильтрующего материала, а рециркуляцию растворителя ведут насосом через кавитационные генераторы (гидродинамический, ультразвуковой, импульсно-вихревой, электромагнитный). Интенсификация процесса экстрагирования достигается за счет того, что пульсирующее воздействие экстрагента происходит на границе раздела фаз [c.484]

    Явление продольного перемешивания обычно описывается однопараметрической (диффузионной или ячеечной) или двухпараметрической моделью (рециркуляционной, часто называемой ячеечной с обратными потоками). Диффузионная модель чаще других используется для расчета процесса массопередачи в противоточных экстракционных аппаратах. Перенос вещества внутри каждой фазы из области с более высокой концентрацией в соседнюю область с более низкой концентрацией интерпретируется как процесс диффузии, для которой поток массы пропорционален гради- [c.373]

    Вопросы, связанные с процессом массопередачи при экстракции, основные характеристики экстракционных аппаратов и методы их расчета рассматривались в ряде опубликованных работ [1—7]. При этом основное внимание уделялось анализу работы экстракционных колонн, в которых равновесия, между фазами обычно не достигается и характер процесса определяется массопередачей между фазами. Важнейшую роль при этом играют гидродинамические характеристики, и найденные закономерности имеют сложный вид и нолуэмпирическнй характер. Однако иногда, например при использовании экстракционных аппаратов ступенчатого типа с эффективным перемешиванием фаз, распределение экстрагируемых веществ практически полностью соответствует равновесному. Кроме того, в некоторых системах, особенно при разделении смесей веществ в низких концентрациях, с достаточно хорошим приближением можно считать коэффициенты распределения разделяемых компонентов практически постоянными. В таких случаях дело значительно упрощается и расчет экстракционной системы можно производить без учета диффузионных и гидродинамических явлений. [c.143]

    При изучении массообмена, осложненного химическими реакциями как в дисперсной, так и в сплошной фазах в колонных аппаратах,ограничимся рассмотрением сравнительно небольших задержек дисперсной фазы, не превышающих 15 %. В гл. 6 были приведены экспериментальные данные, согласно которым при задержке дисперсной фазы менее 15 % измеренные величины коэффициентов массопередачи в единичные капли и в стесненном потоке в пределах разброса опьггных данных совпадают. Поэтому при вьшоде уравнений массообмена в колонных аппаратах мы не будем учитьшать стесненность потока. Отметим, что в подавляющем большинстве абсорбционных, экстракционных и теплообменных колонных аппаратов с дисперсной фазой задержка дисперсной фазы не превьппает указанной величины. [c.299]

    Одним из подходов к созданию математических моделей, универсальных по классам аппаратов (ректификация, абсорбция, экстракция, азеотропно-экстрактивная ректификация), является метод декомпозиции, заключающийся в представлении общей модели как совокупности элементарных частей [88, 101]. Декомпозиция технологической схемы, включающей различные массообменные аппараты, состоит в разделении ее на массообменные секции и вспомогательное оборудование и выделении из общей системы уравнений математического описания отдельных частей, соответствующих этим секциям с учетом взаимосвязей между ними. Под массообменной секцией понимается физическая последовательность отдельных массообменных элементов, взаимосвязанных друг с другом и не имеющих промежуточных входов и выходов массы и тепла — все входы и выходы сосредоточены на ее концах. При таком определении количество секций зависит от количества и расположения вводов питания и боковых отборов потоков, а различия между ними заключаются, во-первых, в моделях фазового равновесия и массопередачи на ступенях разделения и, во-вторых, в подсоединяемом к секциям вспомогательном оборудовании для ректификационных колонн это кипятильник и дефлегматор, для экстракционных колонн — декантаторь и т. д. [c.398]

    Выполнен анализ имеющихся в литературе [31] данных относительно влияния плохого распределения жидкости на эффективность массопередачи в ректификации, адсорбции, десорбции и экстракционных насадочных колоннах. Продемонстрировано, что коэффициент плохого распределения в аппаратах с производственной упаковкой насадочных элементов (кольца Палля, Рашига) в 2 [c.103]

    Надежные расчеты эффективности экстракционных колонн представляют собой трудную задачу. Причина этого заключается не только в более позднем резвитии методов этих расчетов по сравнению, наиример, с методами расчета теплопередачи или тарельчатых ректификационных колонн, но также и в качественном отличии самого процесса экстракции. Это различие проявляется в более значительном продольном перемешивании в обеих жидких фазах. Вследствие этого коэффициенты массопередачи, определяемые в модельных аппаратах без учета продольного перемешивания, не соответствуют коэффициентам в промышленных установках. Исследования показали, что в некоторых промышленных экстрак-цпонных колоннах 60—75% их эффективной высоты теряются вследствие лродольного перемешивания. [c.173]

    К медленным реакциям, определяющим общую скорость процесса, относятся многие реакции в системе жидкость — жидкость, играющие важную роль в основной органической промышленности (например, нитрование, сульфирование и гидролиз). Эти процессы по традиции не относятся к экстракционным, а рассматриваются как химические гетерофазные реакции. Проектирование аппаратов для таких процессов основывается скорее на расчете и конструкции реактора с учетом скорости реакции, а не скорости массопередачи. Протекание этих химических реакций сопровождается большими тепловыми эффектами и включает, как и экстракция, процесс массопередачи. Единственное различие заключается в относительных значениях скорости массопередачи. Представляет интерес найти возможность иереноса определенных закономерностей из одной группы процессов в другую. [c.359]

Смотреть страницы где упоминается термин Массопередача в экстракционных аппаратах: [c.19]    [c.160]    [c.4]    [c.146]    [c.146]    [c.602]   
Смотреть главы в:

Основные процессы и аппараты химической технологии -> Массопередача в экстракционных аппаратах

Основные процессы и аппараты химической технологии Изд.2 -> Массопередача в экстракционных аппаратах



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Массопередача

Массопередача в аппаратах

Массопередача массопередачи



© 2025 chem21.info Реклама на сайте