ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Контроль и регулирование работы экстракционных колонн при помощи -плотностемеров из "Применение радиоактивных изотопов для контроля химических процессов" В химической технологии широкое распространение получили экстракционные методы. Нормальный ход процессов экстракции может нарушаться вследствие колебаний скорости входных и выходных материальных потоков и изменений в них концентраций отдельных компонентов. Это приводит к снижению степени извлечения экстрагируемого вещества и, в конечном счете, к снижению эффективности работы экстракционных колонн. [c.228] До последнего времени в подавляющем большинстве случаев не удавалось автоматизировать работу экстракторов при помощи обычных приборов контроля и регулирования. Это объясняется особенностями распределения материальных потоков в колонне и применением в экстракционных процессах веществ, обладающих коррозионными свойствами. Однако положение резко изменилось в связи с выпуском приборов автоматического контроля, снабженных радиоизотопными датчиками. [c.228] Рассмотрим устройство тарельчатой экстракционной колонны и принцип ее работы. Экстрактор представляет собой вертикальную колонну с перфорированными или сплошными перегородками (тарелками). Снизу вверх по колонне пропускают органическую жидкость, содержащую растворитель (экстрагент), который извлекает вещество, находящееся в водном растворе. Этот раствор, обладающий большей плотностью, чем пропускаемая снизу вверх органическая жидкость, подают в колонну противотоком, т. е. сверху вниз. [c.228] Сечение колонны по высоте не одинаково выше и ниже системы тарелок имеются расширения (см. рис. 121, стр. 230), в которых происходит окончательное разделение водной и органической фаз до их отвода из колонны. Органическая фаза, отводимая из колонны, содержит экстрагируемое вещество, в то время как отработанная водная фаза его почти не содержит. [c.228] Для реализации оптимального режима работы колонны концентрацию экстрагируемого вещества в водной фазе, поступающей на вход колонны, и скорости циркуляции водной и органической фаз подбирают таким образом, чтобы концентрация извлекаемого вещества в органической фазе на выходе из колонны была максимальной, а в отработанной водной фазе(ра-финате)—минимальной. График распределения концентрации экстрагируемого вещества по высоте колонны при оптимальном режиме работы (т. е. при максимальной производительности) схематически изображен на рис. 120 (кривая А). Уменьшение концентрации экстрагируемого вещества в органической фазе, поступающей на вход колонны, или уменьшение скорости ее циркуляции приводит к снижению нагрузки колонны (кривая С). Другими словами, уменьшаются коэффициент полезного действия колонны и степень чистоты продукта. Перегрузка колонны возникает в том случае, когда повышается концентрация экстрагируемого вещества в подаваемой на вход колонны водной фазе или повышается скорос 5ь ее циркуляции. Такой режим приводит к чрезмерной потере экстрагируемого вещества в потоке рафината или к захлебыванию колонны (кривая В). Для поддержания нормальных условий работы экстрактора и получения максимального выхода продукта высокой степени чистоты необходимо особенно избе гать перегрузки колонны. [c.229] Обычно для оценки качества или при контроле режима работы экстрактора производят отбор проб вверху и внизу колонны, а затем подвергают эти пробы химическому анализу в некоторых случаях пробы отбирают не только вверху и внизу, но и из промежуточных точек (по высоте экстрактора). Все эти способы непроизводительны, отнимают много времени и не гарантируют получения достоверных сведений о ходе процесса экстракции, особенно при отборе проб из середины колонны. [c.229] А—нормальный В—с повышенной нагрузкой С—с пониженной нагрузкой. [c.229] Всем этим условиям удовлетворяют приборы с радиоизотопными датчиками. [c.230] Два нижних прибора включены по дифференциальной схеме и предназначены для измерения разности плотностей жидкости в соответствующих двух точках колонны. Если концентрация вещества в этих точках одинакова, ток на выходе дифференциальной схемы равен нулю. Поскольку плотность жидкости в любой точке колонны определяется фактически только концентрацией экстрагируемого вещества (изменение концентрации любого из прочих компонентов почти не оказывает влияния), всякое изменение распределения концентрации по высоте колонны, вызванное ее перегрузкой, привело бы к увеличению плотности в верхней из двух контролируемых точек. При этом нарушение баланса дифференциальной схемы сопровождается появлением сигнала на выходе ее данный сигнал можно использовать для включения исполнительного механизма, смонтированного на линии подачи водной фазы в экстрактор. [c.230] В качестве источника излучения в у-плотностемерах применяют Выбор этого изотопа обусловлен следующими соображениями. Во-первых, период его полураспада составляет 33 года, что обеспечивает непрерывную длительную работу приборов без заметного уменьшения активности излучения и, следовательно, изменения чувствительности прибора во-вторых, у-лучи обладают меньшей энергией, чем у-лучи Со , т. е. сильнее поглощаются, что обеспечивает более высокую чувствительность прибора. [c.230] На рис. 122 показана принципиальная схема измерения плотности для одной секции экстракционной колонны. Каждый прибор обслуживает часть колонны высотой примерно 150 мм. [c.231] Вернуться к основной статье