ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет числа ступеней в аппаратах со ступенчатым контактом фаз из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Наиболее типичными аппаратами со ступенчатым контактом фаз являются тарельчатые колонны и смесительно-отстойные экстракторы. Методы расчета числа реальных ступеней таких аппаратов различаются в зависимости от способа оценки эффективности ступени. [c.55] На понятии средней эффективности ступени основан простейший метод расчета числа ступеней. Он заключается в расчете числа теоретических ступеней и определении средней эффективности ступени по опытным данным или эмпирическим уравнениям. [c.55] Концентрация в правой части уравнений (111.44) могут быть выражены в любых единицах. [c.55] Уравнения (П1.45) и (П1.46) являются строгими при постоянстве расходов фаз и линейности линии равновесия. В пределах одной ступени, как правило, изменение расходов фаз и наклона линии равновесия невелико. [c.55] Локальная эффективность ступени. Этот способ оценки эффективности ступени применяют для колонн с переточными тарелками. Применение его позволяет учесть продольное перемешивание в жидкой фазе, например, на барботажных тарелках. При определении понятия локальной эффективности (рис. П1.6) принимается, что газовая фаза в межтарельчатом пространстве полностью перемешивается и входит на тарелку всюду с одинаковой концентрацией. Концентрация в жидкости на тарелке принимается одинаковой по вертикали, но изменяющейся в горизонтальном направлении. В соответствии с этим и состав газа непосредственно при выходе из зоны контакта с жидкостью (из барботажного слоя) должен быть различным в разных местах тарелки. [c.55] При расчете барботажных тарелок обычно используют локальную эффективность по газовой фазе и принимают для газа модель идеального перемешивания или идеального вытеснения. [c.55] Для определения числа реальных ступеней на основе эффективности ступени по Мэрфри можно использовать графический метод, заключаюш,ийся в построении кинетической кривой [16], выражающей зависимость между концентрациями фаз, выходящих с одной и той же ступени. [c.56] При графическом построении кинетической кривой задаются рядом значений л в интервале от до Хк (если расчет ведется на основе коэффициентов Ему) или рядом значений у в интервале от у До у (если используются коэффициенты и для каждой концентрации рассчитывают эффективность ступени по Мэрфри. Методы расчета или Е д определяются типом массообменного аппарата. Затем для каждого значения л или у по уравнению (111.53) или (П1.54) находят значение второй координаты точки на кинетической кривой. Число реальных ступеней определяют, строя ступенчатую линию между рабочей линией и кинетической кривой. [c.56] Пример 8. Определить графическим методом число ступеней смесительно-отстойного экстрактора для извлечения тетрахлоридом углерода 95 % брома из водного раствора, содержащего 1% (масс), брома. Расход водного раствора 15 кг/с, тетрахло -рида углерода—1,187 кг/с. В качестве смесительных секций экстрактора использовать аппарат с мешалкой, описанный в Примере 4. Принять что тетрахлорид углерода на входе в экстрактор не содержит брома. Сопротивлением массопереносу в органической фазе пренебречь. Температура процесса 25 °С. [c.56] На рис. 111.8 линия равновесия. [c.56] По этим данным на рис. П1.8 построена рабочая линия процесса. [c.57] Например, при у = 0,02 масс, доли, удерживающая способность равна Ф = 0,757-10 3/(0,757- + 14,9- Ю ) = 0,0483. [c.57] Средний размер капель. В примере 4 рассчитан средний размер капель при перемешивании тетрахлорида углерода и воды в аналогичном аппарате с мешалкой (Ф = 0,05). Данных по межфазному натяжению между водой и тетрахлоридом углерода в присутствии брома в литературе нет. Если принять межфазное натяжение равным межфазному натяжению между чистыми водой и тетрахлоридом углерода (0,046 Н/м), то расчет среднего размера капель по уравнению (111.21) при всех значениях удерживающей способности дает примерно одинаковое значение й = 0,268 мм. [c.57] зультатам расчетов построена кинетическая кривая на рис. П1.8. На этом рисунке построена также ступенчатая линия между кинетической кривой и рабочей линией, из которой следует, что для осуществления данного процесса необходим смесительно-отстойный экстрактор, состоящий из 6 ступеней. [c.58] Вернуться к основной статье