Обратное перемешивание в экстракторах

Так же, как и модель с застойными зонами, ячеечная модель с обратным перемешиванием между ячейками пшроко используется нри математическом описании структуры гидродинамических потоков в секционированных аппаратах в пульсационных тарельчатых [24] и роторно-дисковых [25] экстракторах, в аппаратах с нсевдоожиженным слоем [26], в реакторах барботажного типа [27]. Применение данного типа модели оправдано также и для насадочных аппаратов с непрерывно распределенными параметрами. В этом случае колонна рассматривается как последовательность участков с сосредоточенными параметрами, причем каждый из участков эквивалентен ступени идеального смешения. [c.392]

Экстракторы непрерывного действия с механическим перемешиванием являются примером почти идеального обратного перемешивания. Обратное перемешивание можно уменьшить, а эффективность ступени увеличить, используя сосуды с многорядными перегородками. В этом случае, однако, проектирование экстракторов с механическим перемешиванием усложняется. [c.180]

В распылительных колоннах отсутствуют какие-либо внутренние устройства, вследствие чего фазы в колонне могут свободно циркулировать в вертикальном направлении, т.е. в этих аппаратах имеются условия для продольного перемешивания фаз. Это явление еще более усиливается при увеличении отношения диаметра к высоте колонны. Продольное или обратное перемешивание, как известно, приводит к снижению скорости массопередачи в результате уменьшения движущей силы процесса. Поэтому распылительные экстракторы являются аппаратами низкой эффективности высота единицы переноса в этих экстракторах достигает 5-6 м. К недостаткам распылительных экстракторов относится также снижение скорости захлебывания с увеличением доли диспергированной фазы в системе, так как при этом снижается сечение для движения сплошной фазы и увеличивается унос капель. [c.160]

При конструировании экстракторов промышленного типа еще трудно учесть влияние обратного перемешивания, так как оно не поддается точному расчету. Большинство экспериментальных исследований выполнено на небольших лабораторных экстракторах, а о влиянии фактора обратного перемешивания в связи с переходом на крупнотоннажное производство известно очень мало. К тому же экспериментальная работа обычно проводится на системах, в которых можно пренебречь влиянием физических свойств жидкости на степень обратного перемешивания. И наконец, большинство исследований выполнено с микроконцентрациями экстрагируемых веществ в отсутствие массопередачи. Влияние массопередачи на обратное перемешивание не изучено. Поэтому не удивительно, что при конструировании промышленных колонн пытаются обеспечить лишь минимальное обратное перемешивание. [c.16]

При конструировании непрерывных дифференциальных экстракторов важным параметром является продольная диффузия, или обратное перемешивание, поскольку оно снижает концентрационную движущую силу и, следовательно, увеличивает ВЕП сверх значения, получаемого при идеальных поршневых потоках фаз. Причина этого явления и его влияние подробно обсуждаются в гл. 4, методы расчета, учитывающие этот эффект, приведены в гл. 5. [c.108]

Недавно были предложены, две конструкции колонных экстракторов [14, 15], работающих в цикле коалесценция — редиспергирование. Они имеют некоторое преимущество по сравнению с аппаратами дифференциального контакта, обусловленное уменьшением степени обратного перемешивания. Вероятно, в будущем конструирование экстракторов пойдет по этому пути с целью избежать или хотя бы уменьшить действие обратного перемешивания нри увеличении числа ступеней. [c.108]

Во-вторых, продольное перемешивание может возникать из-за неодинаковых скоростей, последуюш его радиального перемешивания пли тейлоровской диффузии [17—19]. Эти явления могут преобладать над турбулентной диффузией в экстракторах, имеющих нулевую или очень малую степень механического перемешивания. При таких обстоятельствах применение коэффициентов турбулентной диффузии и обратного перемешивания для описания профиля концентраций является неоправданным. [c.125]

Ряд исследований на экстракторах с вибрирующими тарелками проведен Ландау с сотр. [14, 65, 66]. Получены данные по обратному перемешиванию [124, 125]. [c.139]

В экстракторах такой конструкции уменьшалось обратное перемешивание, но одновременно снижалась предельно допустимая производительность экстрактора. Уменьшение производительности было весьма значительным, что ограничивает возможности промышленного применения аппаратов этого типа. [c.584]

Полочные колонные экстракторы. Полочные экстракторы представляют собой колонны с тарелками-перегородками различных конструкций. Перегородки имеют форму либо чередующихся дисков и колец (рис. ХП1-20), либо глухих тарелок с закраинами и сегментными вырезами, которые устанавливаются так же, как в барометрических конденсаторах (см. рис. ХП1-20, а), либо форму дисков с вырезами, показанных на рис. ХП-20, б. Расстояние между соседними полками составляет обычно 50—150 мм. Капли, коалесцируя, обтекают перегородки в виде тонкой пленки, омываемой сплошной фазой. Интенсивность массопередачи в полочных колоннах несколько выше, чем в распылительных, главным образом за счет их секционирования посредством перегородок, что приводит к уменьшению обратного перемешивания. [c.542]

Насадка позволяет увеличить локальные скорости в колонне, уменьшить циркуляцию и обратное перемешивание, а также улучшить распределение дисперсной фазы и увеличить ее задержку в колонне. Соответственно интенсивность массопередачи в насадочных экстракторах выше, чем в распылительных колоннах. [c.276]

Моменты функции распределения широко используются в практике исследования продольного и обратного перемешивания в экстракторах различных типов. Чаще всего количественная оценка этого явления осуществляется через коэффициент продольного перемешивания диффузионной модели. [c.384]

Известно, что интенсивность массопередачи снижается с увеличением диаметра пульсационного экстрактора. Это объясняется неравномерностью распределения и обратным перемешиванием в колонне. Для моделирования пульсационных экстракторов рекомендуется уравнение [c.495]

Комбинированная модель колонного экстрактора с обратным перемешиванием потоков. Рассмотренные выше математические модели используются в основном в тех случаях, когда капли дисперсной фазы имеют приблизительно равные размеры. В полидисперсных системах время пребывания капель различно, а величина движущей силы процесса массообмена и коэффициенты массопередачи меньше, чем для систем с одинаковыми размерами капель. Различие в скоростях движения капель разных размеров приводит, наряду с обратным перемешиванием, к прямому перемешиванию фаз. Применение комбинированной модели позволяет одновременно учесть явления прямого и обратного перемешивания. [c.171]

Тарельчатые экстракторы. Тарельчатые экстракторы представляют собой колонные аппараты с ситчатыми тарелками различных конструкций, снабженными переливными устройствами. Взаимодействие фаз происходит в перекрестном токе на каждой тарелке. Диспергируемая фаза (легкая или тяжелая) проходит через отверстия в тарелках и дробится на капли. Сплошная фаза движется вдоль тарелки от одного патрубка перелива к другому. Капли коалесцируют и образуют сплошной слой жидкости над тарелкой (тяжелая жидкость) или под тарелкой (легкая жидкость). Подпорный слой секционирует экстрактор по высоте и обеспечивает подпор для диспергирования жидкости через отверстия тарелок. Секционирование экстрактора снижает обратное перемешивание фаз и приводит к увеличению средней движущей силы процесса (например, по сравнению с таковой в распылительных и насадочных экстракторах). [c.59]

Показано [249], что интенсивность массопередачи снижается с увеличением диаметра пульсационного экстрактора. Это было объяснено неравномерностью распределения и обратным перемешиванием в колонне. [c.606]

Для оценки продольного перемешивания в роторно-дисковых экстракторах используются две модели диффузионная и ячеечная с обратным перемешиванием. В диффузионной модели коэффициент продольного перемешивания рассматривается как суммарный коэффициент, учитывающий наличие двух эффектов неравномерности профиля скорости по сечению аппарата и турбулентную диффузию. В соответствии с этим представлением коэффициент продольного перемешивания можно рассчитать по формулам для сплошной фазы [c.406]

Недавно Род [5] разработал аналитический метод определения влияния поступательного перемешивания для некоторых упрощенных случаев. Рассмотрим только один случай, когда основное сопротивление массопередаче сосредоточено в потоке сплошной жидкости, причем коэффициент распределения является постоянной величиной. Обе фазы не смешиваются и не происходит ни коагуляции капель, ни обратного перемешивания сплошной жидкости, так что краевыми влияниями можно пренебречь. Тогда число единиц переноса в колонне в результате поступательного перемешивания уменьшится на фактор Ф = 52/ 85 который в условиях применения роторно-дискового экстрактора соответствует увеличению высоты колонны в общем примерно в 5 раз. Следует отметить, что такой расчет содержит столько упрощающих, нереальных предположений, что в результате [c.287]

Распылительные колонны обладают высокой производительностью, но мало эффективны, что объясняется укрупнением капель дисперсной фазы и обратным перемешиванием, при возникновении которого капли дисперсной фазы увлекаются частицами сплошной фазы (или наоборот), в результате в колонне создаются местные циркуля-Рис. 8-3. Распыли- ционные токи, нарушающие противоток тельный экстрактор, фаз. [c.638]

В конструкции экстрактора типа Хэнсон вместо насоса между ступенями применен подъемный механизм, который состоит из судового винта с воздушной трубкой. Это обеспечивает высокую объемную производительность и исключает возможность обратного перемешивания. Экстракторы типа Хэнсон имеют низкую для смесителя-отстойника удерживающую способность. [c.144]

С увеличением скорости легкой жидкости возрастает число капель в единице объема аппарата и их движение происходит во всё более стесненных условиях. В результате увеличивается объемная доля диспергируемой фазы (ее задержка в аппарате), что уменьшает долю поперечного сечения, свободного для прохода сплошной фазы. Это, в свою очередь, вызывает возрастание локальных скоростей сплошной фазы, которая начинает уносить всё большее число капель в направлении, обратном направлению движения дисперсной фазы. Возникают циркуляционные токи дисперсной фазы, т. е. обратное перемешивание (см. стр. 120), которое существенно уменьшает движущую силу и соответственно интенс1[вность массопередачи в распылительных экстракторах. [c.541]

Попытки скоррелировать результаты по дисперсной фазе такинг же способом, что и для сплошной, оказались неудачными. Одно из объяснений этой неудачи связано с так называемым прямым перемешиванием. Однако учет прямого перемешивания оправдан при широком спектре распределения времени пребывания частиц диспергированной фазы, но не учитывается нри обратном перемешивании этой фазы. Олней [98] в своей работе обсуждал некоторые вопросы распределения времени пребывания частиц диспергированной фазы в роторно-дисковых экстракторах, связывая его с различиями в скорости всплывания (падения) капель. [c.158]

Под продольным перемешиванием понимают циркуляцию жидкостей в вертикальном направлении (обратное перемешивание), приводящую к перемещению легкой жидкости вниз, а тяжелой— вверх (т. е. в направлении, противоположном основному на правлению движения потоков), а также поперечную неравномерность HOTOKOB.-J Влияние продольного перемешивания сказывается на уменьшение средней движущей силы процесса экстракции и, следовательно, скорости массопередачи. Обратное перемешивание сильно возрастает с увеличением отношения диаметра экстрактора к его длине и, возможно, с увеличением только диаметра экстрактора. Следовательно, если использовать опытные данные о скорости массопередачи, полученные в аппаратах небольшого диаметра, для проектирования экстракторов больших размеров без учета поправки на продольное перемешивание, то спроектированный таким образом аппарат не обеспечит необходимой степени извлечения. Интенсивность продольного перемешивания различна для экстракторов разных конструкции, и в ряде случаев проблема продольного перемешивания имеет существенное значение. [c.522]

Прежде чем перейти к описанию типовых конструкций экстракторов, рассмотрим некоторые процессы, общие для экстракторов многих типов. К таким процессам относятся образование капель, экстракция в период образоваиия и оалесцен-ции капель, обратное перемешивание. [c.523]

Возникающие в распылительной коло нне вертикальные циркуляционные токи не только снижают эффективность колонны, но и вызывают трудности в интерпретации опытных данных. Отбором проб жидкостей по высоте экстрактора можно получить профили концентраций, подобные изображенным на рис. 272 сплошными линиями. Если в колонне преобладает поршневоедвнжение сплошной фазы (т. е. обратное перемешивание полностью отсутствует), то профиль концентраций изображается на рис. 272 пунктирной линией ОВ. Если действительная концентрация распределяемого компонента в [c.542]

Особенно значительно обратное перемешивание в условиях интенсивных гидродинамических режимов, при которых работают современные колонные экстракторы для систем жидкость — жидкость. Поэтому в непрерывнодействующих противоточных колонных экстракторах без учета продольного перемешивания невозможны достаточно точный расчет 1 радиентов концентраций и обоснованный переход от модельных аппаратов к аппаратам промышленных размеров. [c.65]

Опыты по массопередаче показали высокую эффективность разработанного экстрактора. На системе вода — уксусная кислота — изоамилацетат при суммарном расходе 20—30 м м час общая высота единицы переноса (ВЕП), рассчитанная но ди-степень извлечения кислоты водой была всегда выше 99,90%. С увеличением частоты пульсаций ВЕП уменьшается (рис. 3), что объясняется постепенным увеличением поверхности контакта фаз. Вблизи захлебывания часто наблюдается снижение эффективности, свидетельствующее, но всей вероятности, об увеличении обратного перемешивания. Наибольшая эффективность наблюдается при частоте пульсаций, составляющей 70—90% от частоты, при которой наступает захлебывание. С увеличением расхода ВЕП вначале остается примерно постоянной, затем начинает возрастать. Причиной этого является увеличение размера капель с увеличением расхода при постоянной интенсивности вибрации. Увеличение угла наклона экстрактора к горизонту и уменьшение шага перегородок дают возможность добиться повышения эффективности. [c.141]

Лучшее распределение и диспергирование достигается в тарелках с прямоугольными отверстиями и наклонными направляющими лопатками. Размеры отверстий составляют 20X40 мм, угол наклона лопаток изменяется от 20 до 45°. С уменьшением угла наклона снижается производительность экстрактора, но при этом улучшается диспергирование. На выходе из отверстий жидкость получает вращательное движение, разнонаправленное н-а смежных тарелках, вследствие чего снижается обратное перемешивание в экстракторе и увеличивается средняя движущая сила процесса. [c.61]

На установке испытывали два экстрактора с диаметром колонг 55 и 102 мм. Общая высота аппарата составляла 1700 мм. По высоте рабочей зоны колонны устанавливалось 5 мешальных элементов роторно-щелевого типа диаметром 25 жл и высотой 25 мм для колонны диаметром 55 мм и соответственно 33 и 35 мм для колонны диаметром 102 мм. Расстояние между мешалками было равно 250 мм. Для уменьшения обратного перемешивания внутрь колонны помещался пакет статорных колец с отверстием диаметром 35 и 55 лм и расстоянием между кольцами 28 и 50 мм соответственно. Расстояние между статорными кольцами изменялось в пределах 14—56 мм для колонны диаметром 55 мм и 50—100 мм для колонны диаметром 102 мм. Опыты проводились при 20 2° С на бинарных системах вода — бензол, вода — толуол, вода — дихлорэтан, вода — метилхлорид, вода — хлороформ. Диспергировались оба компонент системы. [c.277]

Массопередача. Сообщение о том, что в колонных экстракторах, помимо обычного обратного перемешивания, имеет место явление, нарушающее обычную картину массопередачи, было сделано в 1965 г. на конгрессе ХИСА в г. Марианске Лазне. Указанное явление получило название поступательного перемешивания . Вызывается оно тем, что капли разных размеров обладают различными свойствами (различными значениями скорости осаждения, УС, удельных поверхностей и коэффициентов массопередачи), в результате чего получаются также различные высоты единиц переноса. Такой вид перемешивания был назван поступательным потому, что при нем, в отличие от обратного перемешивания, все частицы диспергированной жидкости движутся,в одном направлении — вперед. На том же конгрессе нами было сделано сообщение, касающееся влияния поступательного перемешивания на распределение времени пребывания капель в роторно-дисковом экстракторе. Было обнаружено, что дисперсия времени пребывания по сравнению с условиями обратного перемешивания увеличивается до 200 раз, что само по себе свидетельствует о крупном значении такого влияния. [c.287]

Для сравнения с экстракторами гравитационного типа нами 5ыло исследовано продольное перемешивание в аппаратах с пульсацией (рис.1 б, в).Из полученных зависимостей (рис.З) видно, 4Т0 пульсация и вибрация усиливаю продольную дисперсию в колонне из-за дополнительных эффектов обратного перемешивания. [c.123]