ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Массообмен между двумя жидкими фазами из "Перемешивание в химической промышленности" Влияние перемешивания на экстракцию. Механизм массопередачи между двумя взаимно-несмешивающи-мися жидкостями значительно сложнее, чем процесс массопередачи между твердой и жидкой фазами. При перемешивании обе жидкости перемещаются относительно поверхности раздела фаз. [c.198] Представим, что в каждой из фаз вдоль поверхности раздела имеется диффузионный слой. Процесс передачи массы из одной фазы в другую распадается при таком допущении на следующие отдельные стадии а) переход целевого компонента внутри первой фазы, б) переход компонента через диффузионный слой первой фазы, в) переход компонента через диффузионный слой второй фазы, г) переход компонента внутри второй фазы. При этом предполагается также, что непосредственно на границе раздела фаз нет никакого диффузионного сопротивления и что обе фазы находятся в равновесии по всей поверхности соприкосновения [143]. [c.198] Передача массы между двумя несмешивающимися или частично смешивающимися жидкостями зависит от величины поверхности контакта фаз, толщины диффузионных слоев, температуры и движущей силы. [c.198] Подобно тому, как это было сделано для случая растворения твердых веществ в жидкости, Хиксон и Смит [61] применили для описания процесса экстракции из раствора коэффициент массопередачи, который можно подсчитать по измеренным и известным величинам. Коэффициент массопередачи зависит от интенсивности перемешивания, и поэтому величина его может служить мерой интенсивности перемешивания. [c.199] Чтобы рассчитать К достаточно найти время и количество растворенного вещества в исходном растворе и в растворителе значение а устанавливается отношением объемов исходного раствора и растворителя. [c.200] Льюис высказал предположение, что при сильной турбулент- ности массопередача между двумя жидкими фазами происходит исключительно вследствие турбулентной диффузии [881. По теории Льюиса, турбулентная диффузия распространяется до границы раздела фаз, и, таким образом, переход массы через пограничный слой осуществляется без молекулярной диффузии. Общая скорость массопередачи в этом случае должна определяться только турбулентной диффузией. [c.202] Льюис производил свои опыты в специальном закрытом аппарате. Объемное соотношение фаз во всех опытах было 1 1. Каждая фаза перемешивалась отдельно мешалкой, помещенной в центре ячейки. Мешалки были насажены на общий вал. Для вывода корреляции Льюис использовал ряд систем взаимно мало смешивающихся жидкостей. [c.202] Здесь с1 ,—диаметр мешалки, п — число оборотов, а—межфазное натяжение, о—плотность, [X—динамический коэффициент вязкости, D —коэффициент молекулярной диффузии, g—ускорение свободного падения кн , по Льюису, отнесен к слою толщиной 3=1 ([к ц]=м /сек). Индексы 1 и 2 обозначают 1-ю и 2-ю фазы. [c.202] Схема многоступенчатой смесительной колонны непрерывного действия изображена на рис. 75. Обычно более легкий компонент подводится снизу со дна колонны, а более тяжелый — сверху. [c.203] Для перемешивания в экстракционных колоннах применяются турбины [119] или вращающиеся диски [128, 161]. [c.204] Если дисперсная фаза тяжелее, то капли в колонне таким же образом перемещаются вниз. [c.206] Преимущество колонны Мишека заключается в том, что при модельном увеличении колонны не происходит быстрого увеличения расстояния между мешалкой и стенками сосуда. Это очень важное обстоятельство, так как дробление капель происходит, в основном, у стенок сосуда, о которые ударяется поток жидкости, радиально стекающий с мешалки. Очевидно, что скорость жидкости, ударяющейся о стенки сосуда, будет тем большей, чем меньше расстояние между мешалкой и стенками сосуда. [c.206] Переходным типом оборудования между смесительными колоннами с непрерывным потоком и смесительно-отстойными экстракторами является колонна Шайбеля [138—1401. В этом типе колонны смесительные секции чередуются с насадочными. В смесительном пространстве происходит тонкое диспергирование внутренней фазы в сплошной фазе. В пространстве с насадкой, куда поступает тонкая дисперсия, происходит частичное разделение фаз, причем насадка препятствует образованию дисперсии с каплями внутренней фазы, большими определенной величины. Сравнение эффективности колонны Шайбеля с насадочной колонной дано в табл. 8. [c.206] Экстрактор Отмера [32]. [c.208] В качестве примера горизонтального экстрактора можно назвать экстрактор Менсинга. На рис. 80 показан один блок этого экстрактора. Для перемешивания применяются пропеллерные мешалки, которые не только перемешивают обе фазы, но также подсасывают соответствующие фазы из соседних блоков. [c.208] Аппараты горизонтального типа занимают большую площадь по сравнению с вертикальными и нуждаются в индивидуальном приводе для каждой мешалки. [c.208] Очень важно, что опыты по перемешиванию в закрытом сосуде, целиком заполненном жидкостью (т. е. при отсутствии свободной поверхности), и без применения перегородок можно проводить как модельные для определения влияния перемешивания на тепло- и массопередачу. [c.209] Если от г ремешивания в аппаратах периодического действия перейти к пс ремешиванию в непрерывно действующем аппарате, через который протекает постоянное количество жидкости, то это изменение условий перемешивания окажет влияние на величину критерия мощности. Однако, как видно из графика, приведенного на рнс. 81, соответствующую поправку надо учитывать только при очень больших расходах жидкости, протекающей через аппарат. [c.209] Найдено, что производительность роторно-дисковых экстракторов (предельно допустимая плотность орошения) примерно обратно пропорциональна числу оборотов, т. е. уменьшается с увеличением скорости вращения дисков, но и при наименее благоприятных условиях остается достаточно высокой свыше 7 дм Нм сек)]. [c.210] Вернуться к основной статье