Модель экстракционной колонны

Диффузионная модель экстракционной колонны с отстойником, показанная на рис. IV-18, описывается следующей системой уравнений [66] [c.133]

Рис. 160. Диффузионная модель экстракционной колонны

Рис. 1,15, Блок-схема расчета параметров гидродинамической модели экстракционной колонны ( р и тр - заносимые в память значения г и /и )

Модель экстракционной колонны при поршневом движении потоков фаз. Для описания структуры потока в насадочной колонне при движении фаз противотоком и прямотоком может быть использована модель идеального вытеснения. Уравнения материального баланса для потока фазы рафината и экстракта в этом случае имеют вид [91, 92] [c.167]

Модель экстракционной колонны с обратными потоками. Для описания явления уноса, обусловленного обратными потоками от ячейки к ячейке, предложено следующее уравнение материального баланса [95—97] [c.170]

Применительно к экстракционным колоннам разработана [66, 67] диффузионная модель, учитывающая наличие отстойной зоны (рис. П-8). Эта модель позволяет по экспериментальным данным об интенсивности продольного перемешивания фаз определить объемную долю дисперсной фазы в экстракционных колоннах (удерживающую способность). [c.30]

На рис. 1П-6 сопоставлены [47] экспериментальные распределения концентраций трассера в секционированной экстракционной колонне с турбинными мешалками, полученные при стационарном его вводе, с теоретическими распределениями. Диаметр колонны )к=190 мм, высота 1 = 960 мм, высота секций Я=160 мм, диаметр отверстий секционирующих статорных колец 1)8=100 мм, диаметр мешалок ) = 76 мм. Трассер вводили в предпоследнюю, 5-ую секцию колонны. Теоретическое распределение трассера было рассчитано на основе диффузионной, рециркуляционной и комбинированной моделей. [c.46]

АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СТРУКТУРЫ ПОТОКА В ПРОМЬППЛЕННЫХ ЭКСТРАКЦИОННЫХ КОЛОННАХ [c.132]

Движение сплошной и дисперсной фаз в насадочных экстракционных колоннах обычно представляется моделями идеального вытеснения. Однако при помощи этих моделей многие явления не могут быть объяснены. Прежде всего это относится к процессу коалесценции и наличию статической удерживающей способности, которые влияют иа форму функции распределения частиц по времени пребывания в аппарате и потому должны учитываться при анализе и расчете гидродинамики процесса экстракции в насадочной колонне. Движение сплошной фазы удовлетворительно описывается диффузионной моделью [90—941. [c.420]

Рис. 1У-18. Схема диффузионной модели для экстракционной колонны с отстойной зоной

Для исследования продольного перемешивания s экстракционных колоннах с отстойниками на основе рециркуляционной модели структуры потока используется [43] схема модели по рис. IV-21. Здесь рабочая часть колонны объемом Vp представляет каскад из п последовательных ячеек полного перемешивания с транзитным потоком V и рециркуляционным потоком между ячейками ш. Для учета влияния на кривые отклика отстойной зоны она представляется в виде ячейки объемом Уот со средней концентрацией трассера Сот. Между отстойной зоной и последней, л-й, ячейкой рабочей части колонны происходит массообмен за счет конвективных потоков жидкости (Ост. [c.139]

Расчет экстракционных колонн с учетом продольного перемешивания. Для учета продольного перемешивания в экстракционных колоннах воспользуемся диффузионной моделью (рис. 160) [64]. [c.352]

Математические модели насадочных экстракционных колонн [c.420]

Ячеечной моделью оценивают функции распределения в последовательно соединенных аппаратах с мешалками, осуществляющими интенсивное перемешивание, абсорбционных и экстракционных колоннах при некоторых гидродинамических режимах, и, в первом приближении, в аппаратах с псевдоожиженными слоями. [c.115]

В последнее время разработаны более адэкватные модели насадочных экстракционных колонн ячеечная с обратным перемешиванием и ячеечная с застойными зонами [c.267]

Пример 1.8 Расчет параметров математической модели гидродинамики экстракционной колонны методом статистических моментов [c.32]

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]

Ячеечная модель представляет собой одну нз простейших моделей для описания процесса массопередачи с продольным перемешиванием в противоточных экстракционных колоннах. [c.175]

Ячеечная модель достаточно точно воспроизводит свойства потоков в последовательно соединенных аппаратах с мешалками, создающими интенсивное перемешивание (каскады реакторов), в абсорбционных и экстракционных колоннах при некоторых гидродинамических режимах, и удовлетворительно в аппаратах с псевдо-ожиженным слоем. [c.128]

Подобранные уравнения для параметра растворимости дают лишь удовлетворительное приближение для сложной модели процесса. Трехступенчатая противоточная схема Нэша моделирует работу промышленной экстракционной колонны очистки масел фенолом. Последовательность контактов этой схемы была использована в расчете противоточной многоступенчатой очистки на системе обводненный фенол — третья масляная фракция. [c.263]

На практике по различным причинам в зависимости от конструктивных особенностей аппаратов происходит существенное отклонение от идеальных условий проведения процесса. В экстракторах смесительно-отстойного типа возможно, например, возникновение застойных зон в смесительных секциях и наличие рециклов между секциями за счет обратного уноса фаз при плохом их расслаивании. В экстракционных колоннах существенная поперечная неравномерность и турбулентная осевая диффузия приводят к ощутимым отклонениям от режима идеального вытеснения. Поэтому при математическом описании промышленных экстракторов возникает необходимость использования многопараметрических моделей, обладающих структурной гибкостью, достаточной для того, чтобы отразить реальную гидродинамическую обстановку в них. [c.373]

В работе 89] дано описание алгоритма проектного расчета многостадийных противоточных процессов. Метод основан на использовании понятия равновесной стадии, которой ставится в соответствие реальная ступень контакта фаз, причем конструкция контактного устройства подбирается таким образом, чтобы была обеспечена эффективность стадии, которая рассчитывается заранее. Указанный алгоритм не рассчитан на учет обратного перемешивания между стадиями, но позволяет рас-считыцать многокомпонентные системы с нелинейной равновесной зависимостью. В основу алгоритма положен метод Ньютона-Рафсона, использующий кусочно-линейную аппроксимацию нелинейных уравнений математической модели процесса, в которую входят ра вновесная зависимость, покомпонентный и общий материальные балансы на стадиях, суммирующие уравнения (сумма мольных долей всех компонентов на каждой стадии равна единице) и баланс энтальпий или энергетический баланс. Кусочно-линейная аппроксимация позволяет получить решение стандартным матричным методом в пределах интервала, в котором справедлива линеаризация. Данный алгоритм использован для решения задачи разделения смеси ацетона и этанола с помощью экстракции двум растворителями — хлороформом и водой В экстракционной колонне с 15 ступенями разделения. Расчет многокомпонентного равновесия проводился по трехчленному уравнению Маргулеса. Описанный алгоритм имеет двойной цикл итерации- внутренний итерационный цикл, который заключается в расчете профиля концентрации по обеим фазам при заданных расходах обоих растворителей, и внешний итерационный цикл, который заключается в выборе составов продуктов на выходе из колонны, удовлетворяющих регламенту, путем коррекции по расходам растворителей. Для достижения сходимости внутреннего итерационного цикла требуется от трех до семи итераций, тогда как для получения заданного состава продуктов требовалось 14 коррекций по расходам одного или обоих растворителей. [c.128]

Диффузионные поправки при интенсивном движении могут быть сравнимы с ho даже для лабораторных аппаратов, что необходимо учитывать при определении коэффициентов массопередачи. Особое значение имеет поперечная неравномерность (непостоянство скоростей потока по сечению колонны), являющаяся основной причиной ухудшения эффективности аппаратов при увеличении диаметра и длины обусловленная поперечной неравномерностью дополнительная составляющая ВЕП, Лц может превышать ho в 5 и более раз [8] (для аппаратов малого диаметра существенен специфический вид поперечной неравномерности — стеночный эффект). Диффузионная поправка ho D/w особенно велика при малых нагрузках, поэтому эффективность колонн большого диаметра с увеличением нагрузки возрастает, т. е. ВЕП уменьшается (рис. 5,а). Это неправильно интерпретировалось ранее как улучшение массопередачи за счет турбулизации и эмульгирования. Применимость диффузионной модели в случае насадочных экстракционных колонн видна и [c.106]

Для количественного описания продольного перемешивания была выбрана обычно используемая для этой цели физическая модель, согласно которой предполагается, что перемешивание происходит за счет турбулентной диффузии причем, допускается, что в экстракционных колоннах осуществляется режим, соответствующий изотропной турбулентности. В соответствии с этой моделью, изменение концентрации метящего вещества по высоте колонны, как функция от времени, описывается уравнением [c.153]

Как показано в ряде работ [11, 18, 91], для описания структуры потоков в экстракционной колонне целесообразно использовать ячеечную модель с обратными потоками. Аппроксимация равновесной зависимости проводится с помощью разложения функции Т (с ) в ряд Тейлора в окрестности некоторого искомого значения (с )й. [c.129]

Данная модель может быть применена для описания работы экстракционной колонны с мешалками при прямоточном движении фаз. [c.173]

Сложный механизм работы насадочной колонны еще более усложняется при наличии пульсации. Поэтому в настоящее время отсутствуют достаточно четкие модели массопередачи в пульсационных насадочных колоннах. Наличие пульсации оказывает влияние на многие факторы, определяющие эффективность экстракционной колонны. Пульсирующий поток ударяет капли диспергированной фазы об элементы насадки, вызывая дробление капель, т. е. увеличивая поверхность фазового контакта. Измельчение капель приводит к изменению удерживающей способности колонны. При ударе капель о насадку можно предположить перемешивание внутри капель. Имеются данные, свидетельствующие о возрастании коэффициента массопередачи при ударе капель [56]. Розен [57, 58] предлагает раздельное изучение влияния пульсации на элементарные эффекты массопередачи. Он ввел понятие о коэффициенте пульсации кр, определяющем отношение интенсивности массопередачи при наличии пульсации и при ее отсутствии. Согласно его теории [c.245]

Модели с застойными зонами (рис. П-6) применимы к аппаратам со слабоперемешиваемыми участками. Так, ячеечная модель с застойными зонами применима к аппаратам с неподвижным зернистым слоем, диффузионная с застойны-ми зонами — к насадочным колоннам, а рециркуляционная с застойными зонами — к потокам легкой дисперсной фазы в роторно-дисковых экстракционных колоннах. [c.29]

Plie. III-28. Схемы экспериментов (варианты а—д) при определении интенсивности продольного перемешивания в рабочей части непроточной экстракционной колонны с отстойником (диффузионная модель) [c.76]

Анализ целесообразно начать с комбинированной модели как наиболее общей, из которой при соответствующих значениях определяющих параметров вытекают в виде частных случаев рециркуляционная, диффузионная и ячеечная модели. Анализ математических моделей продольного перемешивания в аппаратах с застойными зонами следует произвести отдельно. Очень важны для практики теоретические модели, применимые к исследованию продольного перемешивания в экстракционных колоннах с концевыми отстойниками и модели, позволяющие определять интенсивность продольного церемешивания на отдельных участках аппарата. [c.81]

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]

Приведенные выше уравнения для высот и чисел единиц переноса получены на основе модели идеального вытеснения. Насадочные абсорбционные колонны обычно рассчитывают на основе этой модели. При bt jm несовершенство структуры потоков в какой-то степени учитывается эффективной величиной межфазной поверхности. Для других аппаратов, в частности для механических экстракционных колонн, применение модели идеального вытеснения при расчете их высоты приводит к неправдоподобно низким величинам. Применение более сложных моделей для расчета рабочей высоты колонн чаще всего основано на приближенных методиках одна из них заключается в том, что уравнение (3.31) записывается в виде [c.101]

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]

Обесфеноливанне надсмольной воды на моделях типовых экстракционных колонн. Ш у л е ш о в Е. и.. П а п к о в Г. И., Г р и н- [c.177]

Диффузионная модель. Наряду с ячеечной моделью погоков фаз в экстракционной колонне широко используется диффузионная модель, включающая коэффициент продольного перемешивания > . На рис. 6.27 изображена схема потоков фаз в колонне для диффузионной модели. [c.320]

Differ и Lu k [128] рассмотрели влияние соотношения нагрузок ф и положения места ввода дополнительного количества вещества в легкую фазу (рафинат) на разделительную способность экстракционной колонны. На основе модели идеального вытеснения выполнены все расчеты и приведены рекомендации относительно оптимального положения места ввода дополнительного вещества в колонну и оптимального соотношения нагрузок. [c.165]

Основной недостаток резонансной пульсации заключается в том, что амплитуда и частота, которые определяются свойствами системы, до некоторой степени зависят от внешних факторов таких, как скорость дисперсной фазы. Регулирование частоты возможно лишь путем добавления некоторого переменного объема воздуха, что приводит к снижению собственной частоты колебаний. Как следует из уравнения (114), с увеличением размеров установки собственная частота колебаний существенно снижается, поэтому на крупномасштабных промышленных экстракторах резонансная частота будет значительно ниже, чем на лабораторных установках. С другой стороны известно, что для каждого процесса существует оптимальная с точки зрения эффективности разделения интенсивность пульсации [142]. Поскольку амплитуда пульсации в экстракционных аппаратах обычно бывает порядка нескольких сантиметров, то оптимальной интенсивности пульсации будет соответствовать частота значительно более высокая, чем резонансная частота для данного аппарата, которая является оптимальной с точки зрения минимума затрат энергии на пульсацию. Выбор рабочего режима пульсации может быть сделан на основании экономического критерия, учитывающего как стоимость продукта, так и энергетические затраты. Поэтому представляет интерес методика расчета аппарата, пульсирующего на заданной частоте [144]. Математическая, модель пнев-могидравлической системы, состоящей из тарельчатой экстракционной колонны и пульсационного колена, присоединенного к нижнему отстойнику и частич но заполненного жидкостью, включает уравнения, которые описывают поведение газа в пе- [c.177]

Большинство опубликованных современных данных по массопередаче в системах жидкость—жидкость было получено для экстракционных колонн, в которых поверхность фазового контакта неизвестна. Приводимый 1шже обзор охватывает только исследования, проводившиеся )1а упрощенных лабораторных моделях, в которых поверхность фазового контакта была известна. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология