Продольное перемешивание в экстракторах процесса

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]

Несмотря на очевидную важность процессов продольного перемешивания и растущую необходимость в методах масштабирования экстракционного оборудования, в настоящее время имеется мало сведений о степени продольного перемешивания в различных промышленных экстракторах. [c.164]

Экстракторы непрерывного действия по сравнению с периодическими и полупериодическими кроме общеизвестных преимуществ, любого непрерывного процесса перед периодическим (полное исключение затрат ручного труда, возможность автоматизации процесса, создание единичного аппарата большой производительности, равномерность потребления энергии и сырья и др.) имеют и такое важное преимущество, как улучшение массообменных характеристик процесса и, в частности, увеличение коэффициента массоотдачи от поверхности частиц к экстрагенту.. Однако аппараты непрерывного действия имеют и ряд недостатков, главные из которых состоят в продольном перемешивании экстрагента и твердых частиц, значительном разрушении последних, неравномерности протекания процесса. [c.193]

Продольное перемешивание. Степень продольного перемешивания очень сильно зависит от конструкции аппарата и условий проведения процесса. Влияние продольного перемешивания на необходимую высоту экстрактора можно рассчитать, если известно общее уравнение, описывающее явление продольного перемешивания. [c.529]

Основное преимущество роторно-дисковых экстракторов - высокая интенсивность массопереноса при относительно небольших диаметрах аппарата. Однако по мере увеличения диаметра аппарата эффективность процесса экстракции значительно снижается вследствие продольного перемешивания, вызываемого неравномерным распределением скоростей по большому поперечному сечению роторно-дискового экстрактора. [c.465]

Ячеечную модель для описания процесса массопередачи с продольным перемешиванием в противоточных экстракторах колонного типа применяют редко. В данной модели продольное переме- [c.374]

Фактор продольного перемешивания изучался для многих типов экстракционных аппаратов пульсационных, вибрационных, роторно-дисковых и т. д. Обобщающие материалы по данному вопросу приведены в главе V. Отметим, однако, что большинство данных по продольному перемешиванию получено для лабораторных экстракторов малых диаметров. Поэтому использование их при расчетах промышленной аппаратуры во многих случаях весьма проблематично, поскольку при переходе к аппаратам больших диаметров перераспределяются удельные веса турбулентной составляющей и составляющей поперечной неравномерности в совокупном эффекте продольного перемешивания. При этом следует заметить, что значимость осевой диффузии и поперечной неравномерности для самого процесса экстракционного разделения отнюдь не одинакова. Осевая диффузия и поперечная неравномерность, с должным основанием рассматриваемые совместно с позиций гидродинамики, при оценке эффективности экстракции должны учитывать раздельно, как факторы, которые в разной степени влияют на процесс экстракционного разделения. Тем не менее опыт моделирования процесса экстракции с раздельным описанием факторов осевой диффузии и поперечной неравномерности пока еще не накоплен в достаточной мере. [c.385]

При математическом моделировании процессов химической технологии возникает задача оценки параметрической чувствительности модели. Эта задача решается как при проверке адекватности модели и объекта, так и при определении параметров модели по экспериментальному профилю концентрации. При этом точность определения констант модели зависит от чувствительности характеристик процесса к изменению искомого параметра. Эффективность процесса экстракции определяется как функция следующих факторов интенсивности массопередачи, степени продольного перемешивания и вида равновесной зависимости. Весовой вклад каждого из этих факторов зависит от режимов работы и геометрических характеристик экстрактора. Выявление степени влияния каждого из указанных факторов на профиль концентрации, с помощью которого осуществляется идентификация математической модели и объекта, составляет основную задачу анализа параметрической чувствительности экстрактора. Анализ показывает следующее [c.390]

В процессе испытаний на II стадии экстракции методом стационарного ввода в экстрактор метящего вешества (моногидрат серной кислоты, изменявший pH жидкостной системы) определяли коэффициент продольного перемешивания и рассчитывали составляющую ВЕП, определяемую продольным перемешиванием и поперечной неравномерностью. Эта составляющая не превышала 20% от общего (кажущегося) значения ВЕП. [c.222]

Обычно расчет числа ступеней в аппарате производится методами, используемыми для массообменных процессов [24], а также интервально-итерационным методом [26]. Рассмотрим модель продольного перемешивания, так как сравнительное изучение этого параметра позволяет определить преимущества и недостатки транспортных систем в экстракторах указанного типа. [c.226]

Исследование процессов жидкостной экстракции в колонных аппарат,ах с подводом и без подвода внешней энергии связано с необходимостью отыскания таких параметров, которые оказывают существенное влияние на процесс экстракционного извлечения. Нахождение взаимосвязи между внутренними и внешними параметрами системы в виде математической модели, отражающей сущность процесса, позволяет проводить расчеты высоты колонных экстракторов. К внешним параметрам процесса относятся расходы растворителей, скорость вращения ротора в РДЭ, интенсивность пульсации в пульсационных колоннах, число тарелок в тарельчатых колоннах и т. д. К в>нут-ренним параметрам можно отнести удерживающую способность колонны, скорость массопередачи, величину продольного перемешивания по каждой из фаз и т. д. [c.107]

Таким образом, влияние нагрузки на величину перемешивания в дисперсной фазе при умеренных интенсивностях пульсации мало. Существенное влияние нагрузки на величину д обычно обнаруживается в гравитационных экстракторах без пульсации, где природа продольного перемешивания обусловлена в основном поперечной неравномерностью. При применении пульсации для интенсификации экстракционного процесса влияние поперечной неравномерности значительно уменьшается за счет турбулентного перемешивания жидкости. При этом влияние нагрузки на перемешивание в колонне должно существенно снижаться, так как снижается доля составляющей поперечной неравномерности по отношению к составляющей перемешивания, обусловленной турбулентной природой. [c.119]

Эффективность пульсационного экстрактора зависит от кинетики процесса и гидродинамической обстановки, т. е. от размера капель, задержки, качества распределения, особенностей движения жидкостей и продольного перемешивания. [c.122]

Ячеечная модель колонного экстрактора. Ячеечная модель используется для описания процесса массопередачи в колонном экстракторе с продольным перемешиванием при противоточном движении фаз. При использовании ячеечной модели аппарат разбивают по высоте на ряд последовательно соединенных ячеек с идеальным перемешиванием потоков фаз. Концентрация распределяемого компонента в фазах экстракта или рафината внутри каждой ячейки равна его концентрации в соответствующей фазе на выходе из данной ячейки. Продольное перемешивание по высоте колонны влияет на число ячеек [93,94]., [c.168]

В опытно-промышленном экстракторе с вибрирующей насадкой диаметром 0,3 м величину удерживающей способности по дисперсной фазе определяли в процессе изучения [101, 102] продольного перемешивания импульс- [c.78]

Степень влияния отдельных факторов процесса экстракции, таких, как скорость межфазного переноса, продольное перемешивание, удерживающая способность, зависит от режима работы, конструктивных особенностей и емкостных свойств экстрактора, характеризуемых его высотой и диаметром. [c.30]

Смесительно-разделительные установки имеют ряд сущест- венных преимуществ перед другими типами экстракторов работоспособность в широком диапазоне изменения свойств продуктов и режимов проведения процесса (температура, давление), оптимальные условия массообмена и разделения фаз в специальных аппаратах, низкое продольное перемешивание за счет четкого разделения ступеней контакта. Однако они требуют значительных производственных площадей и чёткой синхронизации работы отдельных узлов. [c.111]

При изучении гидродинамики движения фаз в колонных шнековых экстракторах типа Гильдебрандта установлено [102], что процесс экстрагирования в таких аппаратах сопровождается существенным продольным перемешиванием, которое отражено в модели через величину обратного потока. Затянутость - хвостовой части функции распределения по времени пребывания в слое позволило обосновать наличие застойных зон и разработать ряд вариантов моделей ячеечной структуры с застойными зонами. [c.122]

При равной эффекгивности механического перемешивания (одинаковом подводе внешней энергии) эффективный коэффициент продольного перемешивания в потоках фаз Езф практически одинаков в обоих типах колонн (РДЭ и виброэкстракгоре). Однако при оценке влияния продольного перемешивания на эффективность массообменного процесса следует оперировать не самим коэффициентом Езф, а его отношением к средней скорости потока соответствующей фазы. (Эти отношения можно рассматривать упрощенно как диффузионные добавки на продольное перемешивание в фазах в эффективную высоту единицы переноса.) В соответствии с изложенным выше степень продольного перемешивания для вибрационного экстрактора примерно вдвое ниже, чем для колонны типа РДЭ того же диаметра. Именно поэтому наряду с высокой производительностью промышленные виброэкстракгоры обладают также более высокой по сравнению с РДЭ массообменной эффективностью. [c.1111]

Зависимости (13.8) и (13.10) позволяют решать проектную и эксплуатационную задачи для реального процесса в каскаде СОЭ. Их считают применимыми и к колонному экстрактору, если структура двухфазного потока в нем отвечает каскаду ступеней идеального перемешивания (ИП) — когда отклонения движения потоков от противотока описываются ячеечной моделью продольного перемешивания. Эти зависимости в той же мере применимы для практических расчетов экстракционных колонн с внешним подводом энергии. Дело в том, что в колоннах промышленных масштабов суммарный эффект продольного перемешивания вещества в обеих фазах обычно эквивалентен числу ячеек идеального перемешивания п > 10. При таких п расчет по более сложным моделям (циффузионной, рециркуляционной) дает практически те же результаты, что и по значительно более простой — по зависимостям (10.53) и (13.10) [c.1130]

В насадочных пульсационных колоннах может применяться любая насадка. Однако стабильная работа насьшной насадки достигается только после ее предварительного уплотнения. Интенсификация процесса массопередачи достигается за счет редиспергирования, многократных соударениий капель с насадкой и нового запуска процесса диффузии после встряхивания капель. Наиболее эффективна специально разработанная для пульсационных колонн пакетная насадка КРИМЗ с высоким проходным сечением прямоугольных отверстий. Отверстия имеют отбортовку, которая способствует закрутке потока проходящей жидкости. За счет этого достигается высокая равномерность распределения дисперсной фазы по сечению аппарата и уменьшается продольное перемешивание. Применение пульсаций в насадочных и тарельчатых аппаратах позволяет в 3-10 раз повысить их эффективность. Производительность пульсационных экстракторов примерно на 30 % превышает производительность роторных аппаратов. [c.38]

В роторно-дисковом экстракторе принципально можно обесфеноливать бензол раствором щелочи до 85,0— 93,5%. Однако для этого потребуется значительный избыток щелочи, что приведет к получению некондиционных фенолятов натрия, содержащих от 7 до12% свободной щелочи. Поэтому в процессе регенерации бензола роторно-дисковый экстрактор применять нецелесообразно вследствие его низкой эффективности, объясняющейся продольным перемешиванием тяжелой фазы, обус- [c.45]

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]

Мекленбург и Хартлапд [53] предложили для расчета колонных экстракторов с продольным перемешиванием при нелинейном равновесии использовать метод неустановившегося состояния. В указанном методе расчета формирование профиля концентрации соответствует переходному режиму, после которого устанавливается стационарное состояние процесса. Метод неустановившегося состояния обладает медленной сходимостью, что обусловлено выполнением операции интегрирования уравнений. Причем интегрирование по времени также должно выполняться с достаточной степенью точности, ибо при грубых приближениях система вновь теряет устойчивость. Применение метода неустановившегося состояния требует значительных затрат машинного времени. [c.388]

Принцип поэлементного построения математической модели процесса предпол,агает углубленное изучение явления продольного перемешивания в каждой из фаз. В качестве математических моделей, отражающих явления продольного перемешивания в экстракторах, часто применяются диффузионная [I] и ячеечная модели [2]. Первая модель используется в том случае, когда экстрактор, в котором производится дробление и перемешивание фаз, представляет собой объект с непрерывно распределенными параметрами. К таковым, например, относятся на- [c.99]

По форме математического в,ыражени5г ячеечная модель проще диффузионной, что облегчает ее использовани в практических расчетах. Однако применение этой модели для математического моделирования интенсифицированных экстракторов , в которых четко выражено существование обратного заброса вещества в гидродинамическом потоке, не всегда корректно, так как она я1вляется моделью однона-иравленного действия (детектирующая модель). Кроме ТОГО, поскольку величина продольного перемешивания- в реальном аппарате определяется экспериментально, число ячеек может получаться дробным и разным для сплошной и диспергированной фаз, что затрудняет дальнейшее использование полученной и формации для математического моделирования процесса массопередачи. [c.100]

Продольное п ремешив ание в колонных экстр,актор ах оказывает существенное влияние на величину движущей силы процесса [18—22] экстракции, увеличивая высоту аппарата, необходимую для достижения заданной степени разделения. Таким образом, изучение влияния различных пар,аметров процесса на (величину продольного перемешивания представляет одну из важных сторон исследования работы колонных экстракторов. [c.107]

В табл. 7 приведены результаты обработки по урав- нению Слейчера опытов по реэкстракции капролактама в экстракторе диаметром 300 мм с насадкой ГИАП-2 при диспергировании воды. Влияние продольного перемешивания, снижающего движущую силу процесса, характеризуется отношением значений фиктивной и истинной высот единицы переноса, которое в условиях работы [101, 180] находилось в пределах 1,14—2,43. [c.136]