Эффективность каскада ступеней

В установку мембранного разделения газовых смесей кроме модулей входят компрессоры и системы предварительной подготовки исходной смеси. Группу модулей, включенных параллельно и связанных единым каркасом, можно рассматривать как мембранный разделительный аппарат. Более полное разделение смеси, предусматривающее извлечение нескольких компонентов или высокую степень чистоты целевого продукта, осуществляют в несколько стадий. Группа модулей, обеспечивающих частичное разделение смеси на одной стадии процесса, образует ступень разделения. Вся газоразделительная установка представляет собой каскад ступеней с достаточно разнообразными схемами циркуляции потоков. Методы расчета таких систем в принципе идентичны разработанным для других многостадийных массообменных процессов. Следует отметить, что оптимизация многостадийного процесса в целом и процесса разделения в отдельной ступени и модуле взаимосвязаны. При этом необходимо получить показатели, характеризующие массообменное и энергетическое совершенство и экономическую эффективность мембранного процесса, сопоставимые с аналогичными показателями при использовании альтернативных методов разделения (прежде всего низкотемпературной ректификации). [c.159]

Эффективность процесса повышается, если он построен по схеме порционной экстракции (рис. 13.11). Ее еще не совсем строго называют перекрестной экстракцией Или многоступенчатой экстракцией при перекрестном токе. Схема включает ряд последовательно-параллельных операций смешения и сепарации фаз. Процесс проводится в каскаде ступеней, через которые последовательно перемещается, например, исходный раствор. Общее количество (или поток) свежего экстрагента Э в этом случае параллельно распределяется между ступенями — в каждую ступень подается определенная порция свежего экстрагента. Соответственно из каждой ступени выводятся свои экстракт и рафинат. При этом для всех ступеней, начиная со второй, исходным раствором является рафинат с предыдущей ступени. Количество экстрагента, подаваемое в каждую ступень, может быть одинаковым (Э1 = Э2 = =. .. = Э ) либо различным (Э1 ... Э ). [c.1119]

Два горизонтальных экстрактора, работающих по центробежному принципу с малым временем пребывания фаз, созданы недавно на Саванна-Ривер и в Окриджских лабораториях США для экстракции ядерных материалов. Первый содержит серию одноступенчатых смесителей-центрифуг, соединенных с помощью трубок в противо-точный каскад 40]. Каждая ступень снабжена отдельным мотором. Основная граница раздела фаз определяется давлением воздуха, поступающего через канал, просверленный внутри вала мотора. В этом экстракторе достигается высокая эффективность отдельной ступени. [c.110]

В табл. 16 приведены зависимости между Еп и эффективностью одной ступени в случае прямой линии равновесия и одинаковой эффективности всех ступеней каскада для противоточной экстракции и экстракции с перекрестным током, массопередачи и число единиц переноса. [c.450]

Унос и эффективность ступени. При неполном разделении (отстаивании) дисперсии часть одной жидкой фазы уносится другой фазой при этом, если рассматриваемая ступень экстракции является частью противоточного каскада, уносимая жидкость движется в направлении, обратном нормальному направлению движения. В случае трудно отстаивающихся систем унос неизбежен и приводит к уменьшению общей эффективности каскада. [c.505]

Точно так же совокупность величин а,- (г = 1, 2.. . , п) исчерпывающим образом характеризует эффективность каскада из п ступеней. (Заметим попутно, что с точки зрения конечного результата процесса, т. е. величины порядок значений безразличен нанример, каскад, для которого = 1 и ag = 2, эквивалентен каскаду с = 2 и 2 = 1.) Существует полная аналогия между переходами от 0 к Я и от ti к х,-. Подобно тому как степень растворения отдельной частицы однозначно определяется суммой величин o i (но не ti), средняя степень растворения полидисперсного продукта определяется набором величин (но не 0,). Мы снова y6e-ждаемся в преимуществах выражения времени в безразмерных единицах — долях времени полного растворения. [c.134]

Угар снижается также при использовании каскадной топочной камеры вследствие более эффективной утилизации физического тепла топочных газов и горения кокса в каскадах (кроме последней ступени) при температурах более низких, чем температура прокаливания. [c.242]

Вследствие малых отличий а от 1, а также из-за низких для мн. элементов исходных концентраций целевого изотопа период накопления изотопа (пусковой период установки) составляет сотни и тысячи часов. Для характеристики эффективности колонн используют понятие высоты, эквивалентной теоретич. ступени (ВЭТС),-высоты участка колонны, на к-ром при стационарном режиме составы выходящих потоков связаны таким же соотношением, как в однократной разделит, операции. Для колонны или прямоугольного каскада макс. степень разделения достигается при работе без отбора продукта. В этих условиях Я = а", где и число ступеней каскада или число эквивалентных ступеней разделения колонны. При работе с отбором продукта степень разделения снижается. [c.200]

Ступенчатые экстракторы. К ним относятся разл. типы смесителей-отстойников. Секция такого аппарата по эффективности приближается к одной теоретич. ступени. Тре емого числа ступеней достигают соединением секций в каскад. Зачастую неск. секций, разделенных перегородками, объединяют в одном корпусе (ящичные экстракторы рис. 8). Каждая секция (ступень) имеет смесит, и отстойную камеры. Перемешивание фаз м. б. пуль-сационным или механическим (чаще всего применяют турбинные мешалки, одновременно транспортирующие жидкости из ступени в ступень). [c.420]

Разделительная эффективность пористых фильтров должна быть, конечно, проверена в опытах по изотопному разделению гексафторида урана. Поскольку обогащение при этом мало, необходимо изготовить небольшие каскады, работающие в безотборном режиме (см. разд. 2.2.1), для умножения обогащения, получаемого на одной ступени. В печати сообщалось, что лабораторные пилотные каскады для испытания пористых фильтров работают в США [3.14, 3.21] (12 ступеней), Франции [3.153, 3.224,. 3.225] (каскад из 16 ступеней), Японии [3.212] (каскад из 13 ступеней). [c.130]

В основе второго экстрактора лежит гидроциклон несколько специально сконструированных гидроциклонов укреплены на горизонтальном фундаменте таким образом, чтобы образовался многоступенчатый аппарат. Для смешения и разделения на каждой ступени имеется индивидуальный насос, но импеллеры насосов могут быть объединены в единое целое с гидроциклонной системой. Это создает компактную конструкцию с единым мотором. Эффективность ступени для систем с уранилнитратом около 70%. Обычно в конце каскада предусматривается ряд ступеней для доочистки выходящей тяжелой фазы [42]. [c.110]

Экстракторы со ступенчатым контактом фактически являются многоступенчатыми экстракционными установками. Каждая ступень по эффективности близка к теоретической ступени. При периодическом режиме работы одна ступень представляет собой аппарат с мешалкой, в котором жидкости перемешиваются до достижения состояния, близкого к состоянию равновесия. После чего в этом же аппарате проводится расслаивание образовавшейся эмульсии. В непрерывном процессе каждая ступень состоит из двух аппаратов смесителя и отстойника. Поэтому эти аппараты называются смесительно-отстойными. Отдельные ступени объединяются в виде каскада, чаще с противоточным движением фаз. Основной недостаток экстракторов подобного типа — большая занимаемая площадь. Значительные габариты оборудования определяются не скоростью массопереноса, а достаточно низкой скоростью разделения эмульсий в отстойниках. Поэтому их используют в тех случаях, когда для разделения не требуется большого числа теоретических ступеней. С целью уменьшения занимаемых производственных площадей и исключения из схемы многочисленных насосов и трубопроводов смеситель и отстойник могут объединяться в ячейку, а ячейки размещаться в едином корпусе (так называемый ящичный экстрактор). [c.36]

Сорбционное выщелачивание золота из пульпы. Для проведения этого процесса на анионите АМ-2Б требуется 3—4 теоретические ступени контакта. В промышленности же используют каскады из 10—12 пачуков большого объема. Применение такого числа аппаратов связано с тем, что процесс очень медленный, тр-- 300 ч (см. рис. 36, а), а эффективность пачуков, особенно в том случае, когда сорбент намного легче пульпы, низкая. [c.124]

Аппаратурно-технологическое оформление процесса многоступенчатого противоточного взаимодействия фаз для каждого конкретного процесса имеет свои особенности. Общим для всех процессов является то, что фазы не находятся в равновесии. Состояние, близкое к равновесному, достигается при достаточно большой продолжительности контакта фаз или очень большой поверхности контакта и скорости массопереноса. При последующем полном разделении фаз достигается максимально возможная эффективность процесса. В реальных условиях получается более низкая эффективность в каждой ступени каскада вследствие того, что из-за ограниченного времени контакта фаз равновесие между ними не достигается и полного разделения фаз на выходе из ступени добиться не удается — некоторое количество одной фазы попадает в другую. Особенно велика роль этого фактора в процессах, протекающих в системах твердое тело — жидкость. [c.468]

Основное преимущество этих экстракторов - их высокая эффективность, приближающаяся для каждой смесительно-отстой-ной ступени к теоретической ступени изменения концентрации (см. гл. 5). Каскады таких аппаратов устойчиво работают в широком диапазоне изменения физических свойств жидкостей и относительных расходов фаз. Отдельные ступени установки сравнительно легко могут быть переключены на другую схему работы эффективность разделения не слишком сильно зависит от разности плотностей жидких фаз и др. Существенные недостатки смесительно-отстойных многоступенчатых экстракторов - большая площадь гравитационных отстойников, повышенный расход энергии на перемешивание эмульсии в каждой ступени и необходимость устанавливать насосы между ступенями. [c.463]

Более эффективное, чем соответствующее одной молекулярной тарелке, разделение может быть получено путем ряда повторных перегонок, проводимых в каскаде, состоящем из отдельных молекулярных кубов. Если исходную бинарную смесь подать примерно в центр каскада и дистиллят, образующийся на данной ступени, смешать с остатком последующей ступени, а остаток [c.613]

Общая эффективность (или к. п. д4 всего каскада или аппарата в целом определяется в виде отношения числа ступеней изменения концентрации к числу реальных контактов [c.25]

Для большей производительности смеситель-отстойник можно легко увеличивать. Наиболее важные меры предосторожности — сохранение пропорциональности между объемом отстойника и производительностью и изучение гидравлики с тем, чтобы можно было поддержать необходимые уровни с увеличением потоков. Поскольку смеситель-отстойник легко может быть увеличен и его эффективность равна почти 100%, имеется меньше риска при расчете производительности завода со смесителями-отстойниками, чем с другими типами аппаратов. Производительность завода может быть надежно запроектирована при наличии равновесных данных для каждой ступени, данных по разделению в каскаде смесителей-отстойников небольших размеров и результатов опытов по гидравлике на части каскада смесителей-отстойников реальных размеров. [c.246]

На рис. 10. 5 показаны три ступени идеального каскада, причем условие (10.44) выполняется для ступеней г и г +1 По определению эффективного коэффициента разделения, [c.387]

На рис. И. 11 первые (т — 2) ступени являются простым каскадом, работающим без рециркуляции и с постоянным эффективным коэффициентом разделения . [c.442]

Рассмотрим теперь прямоточный каскад из п ступеней, суммарный объем которых фиксирован. Каковы бы ни были объемы Fj,. . ., V 2 первых ступеней, минимальное значение достигается при равенстве объемов двух последних ступеней. Это становится ясным, если рассматривать последние две ступени как самостоятельный двухступенчатый каскад и применить к нему приведенные выше рассуждения. Независимо от результата процесса в первых (п — 2) ступенях, эффективность последних двух ступеней будет максимальной при условии равенства их объемов. Рассматривая затем (тг — 2)-ю и (ге — 1)-ю ступени как самостоятельный каскад, мы получаем такой же результат. Продолжая рассуждать подобным образом, приходим к окончательному выводу если технологические условия растворения во всех ступенях одинаковы, то оптимальный результат достигается в случае равенства объемов всех ступеней. [c.184]

Константы элементарных стадий были выбраны по литературным сведениям как аррениусовские функции температуры эффективность инициирования / была принята равной 0,6 влияние растворителя на константу обрыва было учтено введением корректирующего фактора Фр, найденного эмпирически из условия минимизации отклонения экспериментальных и расчетных данных. Точно также для корректирования модели при высокой вязкости среды Т1 оказалось необходимым ввести эмпирические соотношения типа вязкость — конверсия и константа обрыва — вязкость. В работе приводятся обширные экспериментальные сведения по корректированию и проверке модели в широком диапазоне изменений условий полимеризации. При переходе к непрерывному процессу экспериментально обоснована модель идеального смешения на модельных жидкостях в широком диапазоне вязкостей (обратим еще раз внимание на то, что при этом не может быть различена степень сегрегации) в опытном реакторе. При переходе к промышленному реактору гидродинамика его была представлена комбинированной моделью из трех объемов идеального смешения, вытеснения и застойного. Соотношения объемов подобраны экспериментально из условий совпадения степени конверсии, вычисленной теоретически и измеренной экспериментально. Подробно исследован каскад реакторов и различные способы его реализации (число ступеней, влияние рецикла на ММР) [124]. Таким образом, в анализируемом цикле исследований дано подробное моделирование процесса полимеризации на кинетическом и гидродинамическом уровнях применительно к промышленному процессу. Собственно математическая модель приводится только для кинетического уровня при периодическом процессе, а экспериментальные данные и сопоставление с моделями — как для периодического, так и для непрерывного процесса в установившемся состоянии. [c.242]

Для иллюстрации степени влияния уиоса на общую эффективность смесительно-отстойного каскада рассмотрим случай экстракции, требующий ири-ыенения иятн теоретических ступеней при факторе экстракции е =2,0 и эффективности каждой ступени .//г = 0,90, В отсутствие уноса (табл. 16, стр. 447) имеем [c.507]

Существенное влияние на эффективность ступени оказывает унос одной фазы другой, что приводит для систем с плохой отстаиваемостью к уменьшению общей эффективности каскада. В этом случае эффективность каскада будет равна [20] [c.142]

Программа усовершеиствоваиия каскадов ( iP). Эта программа имеет Челью улучшение эффективности оборудования существующих каскадов при сохранения уровня потребления электроэнергии. Усовершеиствоваиная технология 1970 года проверяется с 1973 г. на первых ступенях, модернизированных по программе IP ожидается, что ее реализация приведет к увеличению разделительной мощности на 4,75 млн. кг ЕРР/год. Успехи, достигнутые с 1973 г. в разработке пористых фильтров п повышении КПД компрессора, привели к созданию технологии 1975 года , с помощью которой можно увеличить приращение разделительной мощности до 5,76 млн. кг ЕРР/год [3.260], а возможно, и до 6 млн. кг ЕРР/год [3.261]. По программе IP из 5200 ступеней 3000 ступеней будут подвергнуты полной, 1000 ступеней — лишь частичной модернизации, а 1200 ступеней останутся прежними. Новые и белее эффективные пористые фильтры устанавливают в увеличенные делители (диаметром 4 м [3.208, 3.261] вместо 3,4 м [3.268]), в которых площадь пористых фильтров наращивается до пределов, допускаемых условием сохранения существующих границ между блоками в компрессоры устанавливают новые рабочие колеса для повышения их КПД улучшают общую газодинамическую эффективность трубопроводов и пересматривают систему технологического контроля п регулирования, чтобы свести к минимуму потери энергии [3.260, 3.268]. В ступенях, подвергаемых частичной модернизации, теплообменник устанавливается в потоке низкого давления (на легкой фракции, прошедшей через пористые фильтры), а не в потоке высокого давления на питании [3.208, 3.232]. Блок отключается для частичной модернизации всего на шесть или семь дней. Замена старых блоков новыми, начатая в 1973 г., завершена в 1981 финансовом году [3.261] (рис. 3.41). [c.170]

Применение цикла с пятью ступенями каскада для ожижения гелия термодинамически эффективно, а метод дросселирования обеспечивает простоту и надежность. Конструктивно ожижитель выполнен в виде двухстенного кожуха из нержавеющей стали с высоковакуумной теплоизоляцией, внутри которого расположены сборники жидкости, окруженные концентрически змеевиковыми теплообменниками. Теплообменники выполнены из спаяных трубок, что особенно удобно ввиду необходимости обеспечить теплообмен между несколькими различными потоками. Внутренняя полость ожижителя находится под вaкyy ioм (0,1. мм рт. int.), пусковой период составляет около 1 ч. [c.171]

Для осуществления непрерывного процесса аппараты смешения можно использовать только путем компоновки их в каскад (особенно для многоступенчатых процессов), причем в ряде случаев между ступенями необходимы устройства для разделения фаз (фильтры, отстойники), что увеличивает требуемое число аппаратов. Это относится, в частности, к таким широко используемым в промышленности процессам, как промывка твердых и жпдких продуктов от примесей, сорбция и др. Аппараты вытесненпя (или поршневого режима) могут быть надежной основой для создания непрерывных цепочек с минимальным числом аппаратов, но до недавнего времени процесс в нпх достаточно эффективно протекал лишь в системах газ — жидкость или газ — твердое тело, В этих системах высокая скорость газа позволяла организовать нужный гидродинамический режим, в то время как в системах без участия газовой фазы скорости реагентов были слишком малы для его создания. [c.6]

Дпя нахождения у. из уравнений (76) и (77) необходимо принять огфеделенные значения дпя д Значения у > полученные при вычислении градиента каскада, затем сравнивают с его значением, полученным из уравнений материального баланса для каскада. Если эти значения различаются между собой более чем на некоторую малую величину, выбранную в качестве критерия сходимости, вычисления повторяют необходимое число раз с новыми рядами значений х. Найдено, что возможность достижения баланса каскада для многокомпонентных систем зависит от эффективности метода, использованного для промежуточных оценок исходных значений /55/. Для вычисления градиента каскада на ЭВМ в работе /55/ предложены программы, пригодные для систем с четьфьмя и менее компонентами и каскадов, имеющих до 60 ступеней. Другие параметры каскада можно определить обычными методами. Если заданы площади мембран ступеней, а не восходящий поток, провести изложенные выше вычисления гораздо труднее. [c.341]

Этот способ проведения процесса экстракции (рис. 174) является наиболее эффективным срав-нительно с другими экстракционными методами разделения. Исходный раствор Е вводят в центральную часть каскада, состоящего из п + п ступеней, через которые противотоком движутся два экстрагента А и I) последние могут быть и не чистыми веществами. На одном или на обоих концах каскада можно организовать возврат флегмы (см. рис. 174). [c.346]

Ео — общая эффективность ступени смесительно-от-стойного каскада в отсутствие уноса ( о = / г) [c.512]

Ое — общая эффективность ступени смесительно-от-стойного каскада при наличии уноса Е = = п1пгг). [c.512]

БашНИИНП в течение последних лет провел ряд пилотных исследований по обессоливанию сточных вод методом обратного осмоса [б9-70]. Разработаны различные схемы ступенчатой обработки. В качестве первой ступени применяется ультрафильтрация (для удаления органики) или фильтрование через динамические мембраны (удаление органики и обессоливание). Вторая ступень представляет собой каскад пленочных обратноосматических модулей, на которых производится глубокое обессоливание сточной воды. Концентрат обратного осмоса направляется на сушку. В последующие годы наиболее эффективная схема обратного осмоса заменит способ термического обессоливания сточных вод ЭЛОУ. [c.57]

Эффективность разделения комнонентов в результате одной стадии характеризуется огносительным обогащением твердой фазы а или же относительным обеднением жидкой фазы одним из компонентов. Эффективность разделения в результате и стадий дробной кристаллизации равна а". Число ступеней, необходимых для полного разделения, определяется величиной а. Если Д. к. происходит с образованием каждым компонентом самостоятельной твердой фа,зы, то величина а зависит от соотношения количеств разделяемых компонентов в исходном растворе и различия растворимостей компонентов. 15сли же при Д. к. один из компонентов соосаждается с другим, то а зависит от состава раствора и условий кристаллизации. Учет факторов, влияющих на величину а, U требование максимального изменения свободной анергии системы на каждой ступени разделения позволяют построить термодинамически наиболее вьп одный каскад. Однако часто оказывается необходимым столь большое число фракций, что практич. осуществлерие такого каскада оказывается иевыгод- [c.605]

Для характеристики степени извлечения, получаемой в экстракционном каскаде (в экстракционной колонне или в батарее смесителей-отстойников), чзсто пользуются числом теоретических ступеней (ЧТС), т. е. числом идеальных смесителей-отстойников со 100%-ной эффективностью, обеспечивающих то Ж1е извлечение, что и реальный каскад. [c.188]

Масс-диффузионпая колонна имеет следующие два преимущества по сравнению со ступенью. Во-первых, масс-диффузионная колонна является более эффективным разделительным устройством, так как в колонне можно поддерживать оптимальные условия процесса для всей поверхности перегородки. Для ступени же это невозможно, так как концентрации разделительного газа и потоки через перегородку меняются от точки к точке. Во-вторых, в масс-диффузионной колонне можно получить такую же степень разделения, как и в каскаде из многих ступеней. Основной недостаток масс-диффузионной колонны — сложность ее конструкции. Наличие в колонне четырех камер затрудняет создание колонны с большой площадью перегородки. [c.482]

При термодиффузии элементарный эффект (разность в составе смесей, расположенных вблизи холодной и горячей стенок) значительно меньше, чем при других диффузионных процессах, так что применение колонны для получения нужной степени разделения совершенно необходимо. Термодиффузионные аппараты типа ступени никогда не применялись для разделения и использовались исключительно для измерения коэффициентов термодиффузии. В некоторых конструкциях термодиффузионной колонны Клузиуса-Диккеля высота единицы переноса составляла менее 15 мм, а одна колонна имела более 800 ступеней разделения. Однако и при столь высокой эффективности одна колонна часто оказывается недостаточной, и для разделения смесей изотопов приходится применять каскад термодиффузионных колонн. [c.503]