ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Насадочные экстракторы из "Основы жидкостной экстракции" Насадочные экстракторы по конструкции аналогичны широко распространенным насадочным колоннам для процессов абсорбции и ректификации. В качестве насадки используют преимущественно кольца Рашига, которые укладывают на опорные решетки слоями высотой от двух до десяти диаметров колонны. Опорные решетки должны иметь возможно большее свободное сечение для прохода жидкости, поэтому предпочтительными являются решетки колосникового типа. Кроме этого, для предупреждения преждевременного захлебывания рекомендуется распределитель диспергируемой фазы погружать в слой насадки на глубину не менее 25—50 мм, считая от плоскости опорной решетки. [c.276] 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] Размеры насадки не должны превышать Vio — Vs диаметра колонны для того, чтобы свести к минимуму пристенный эффект, обусловленный менее плотной укладкой насадки (при ее засыпке) у стенок колонны, чем в ее центральной части. Пристенный эффект вызывает каналообразование, ухудшающее массообмен этот эффект усиливается с увеличением размеров элементов насадки. [c.276] Материал насадки должен смачиваться преимущественно сплошной фазой если дисперсная фаза лучше смачивает насадку, то капли сливаются, и возникает пленочное течение диспергируемой фазы, приводящее к существенному уменьшению поверхности контакта фаз (она определяется уже не поверхностью капель, а значительно меньшей смоченной поверхностью насадки). [c.276] В насадочных экстракторах, в отличие от распылительных, конструктивные размеры распределителя не оказывают заметного влияния на работу аппарата. Средний размер капель, покидающих насадку, обычно не зависит от размера капель, поступающих из распределителя. [c.276] Размер капель. Изучение размеров капель в зависимости от размеров насадки показало [47], что при размере колец Рашига, меньшем некоторого критического, наблюдается коалесценция капель, усилнваюшаяся при повышении скорости сплошной фазы. При размерах насадки, больших, чем критический, скорости фаз не оказывают существенного влияния на размер капель. [c.277] При йн.кр средний поверхностно-объемный диаметр капель равен среднему размеру пустот между элементами насадки. При н н.кр капли свободно движутся в пустотах. В этом случае значения 3,2 соответствуют равновесию между силами инерции, под действием которых капли измельчаются, ударяясь о насадку (эти силы пропорциональны Ар ), и поверхностными силами, способствующими коалесценции и пропорциональными о. [c.277] По данным Гейлера, Пратта и Робертса [49], коэффициент Л = 0,62 по данным других исследователей [50], значение Л = 0,753, причем средняя точность их корреляции составляет 15,7%. [c.277] В насадочных экстракторах общая задержка х складывается из постоянной, или статической, УС, определяемой объемом дисперсной фазы, удерживаемой на насадке капиллярными силами, и свободной (динамической) УС, отвечающей объему той же фазы. [c.277] Предельные нагрузки. Обобщению опытных данных по предельным нагрузкам посвящен ряд работ [52—61]. Точность предложенных уравнений колеблется в основном в пределах 10—30%, допустимых для инженерных расчетов. Однако степень влияния различных факторов — характеристик насадки (удельной поверхности а и свободного объема е) и физических свойств жидкостей (Ар, ц, а) на предельные нагрузки существенно отличается в корреляционных уравнениях, предложенных разными исследователями. Одна из причин этих расхождений — отличающаяся у разных авторов оценка наступления режима захлебывания и величины соответствующей ему предельной нагрузки. [c.278] Точность уравнения (V.31) составляет 12,5%. [c.279] Как отмечает Пратт [66], в первом приближении скорости массоотдачи в фазах являются однозначной функцией скорости движения капель относительно сплошной фазы. Поэтому для данной системы жидкость — жидкость (ВЕП)д является приблизительно величиной постоянной, а значения (ВЕП)с приближенно пропорциональны отношению фиктивных скоростей фаз, что соответствует опытным данным Ладда и Смита [67]. [c.280] Однако вследствие сложности механизма массообмена в процессах экстракции попытка Гейлера и Пратта уточнить и обобщить корреляции по массоотдаче не дала положительного результата [66]. [c.280] Работы по изучению массопередачи в гравитационных насадочных экстракторах немногочисленны. Заслуживает внимания исследование, проведенное [68]1 в стеклянных колоннах диаметрами 35, 73, 102 и 156 мм на шести системах жидкость — жидкость, значительно отличающихся по физическим свойствам. Опыты проводились на следующих насадках кольца Рашига керамические (диаметром 9,5 12,7 25,4 мм) и из нержавеющей стали (16 мм) седла Инталокс керамические (12,7 и 25,4 мм) и из полипропилена (25,4 мм) кольца Паля из нержавеющей стали (16 и 25,4 мм) и из полипропилена (25,4 мм). Коэффициенты массопередачи определялись на бинарных системах методом Кольбурна и Уэлша. [c.280] Из уравнения (У.34) следует, что для данной системы зависимости Ксй от д (1—х) представляют собой прямые, выходящие из начала координат и имеющие параметром характеристики насадки. [c.280] Шарма с сотр. [68—71] наряду с коэффициентами массопередачи измерял химическим методом эффективную поверхность массообмена на специально подобранных системах, например на системе, состоящей из я-бутилового эфира муравьиной кислоты (дисперсная фаза) и раствора КаОН —Ыа2504. Теоретические основы метода изложены в работе [72]. [c.280] Вернуться к основной статье