ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы РЕАКТОРЫ ДЛЯ СИСТЕМ ГАЗ - ЖИДКОСТЬ (И. В. Доманскии) из "Машиностроение энциклопедия Раздел IV Расчет и конструирование машин ТомIV-12 Машины и аппараты химических и нефтехимических производств" Твердофазные экстракторы служат для извлечения целевых компонентов из твердых, как правило, пористых материалов растворителями и отделения полученных растворов этих компонентов в растворителях от отработанных твердых пористых веществ [51, 54]. [c.602] Необходимо отметить, что в литературе нет единого мнения по разграничению понятий растворение , выщелачивание , экстрагирование . Во многих случаях обобщающим термином считают экстрагирование - способ разделения смеси жидких или твердых веществ с помощью избирательных растворителей. [c.602] Растворение считают простейшим случаем процесса экстрагирования из твердой фазы (твердое тело однородно и целиком состоит из растворимого, в данной жидкости вещества). [c.602] Процессы экстрагирования и выщелачивания характеризуются тем, что в них исходная твердая фаза всегда содержит как растворимые (целевые компоненты), так и нерастворимые (твердый скелет-носитель) вещества. При экстрагировании извлекаемые продукты диффундируют из пор исходной твердой фазы к ее поверхности. Однако при растворении продукта, состоящего из двух или нескольких компонентов, скорость растворения которых различная, можно наблюдать аналогичную картину медленно растворяющийся компонент образует пористую структуру, в которой диффундируют продукты растворения более легко и быстро растворяющихся компонентов, а также растворитель. [c.603] Реакции растворения, как правило, включают три стадии 1) перенос растворителя к поверхности, на которой происходит его взаимодействие с растворяемым веществом 2) собственно химическая реакция и образование сольватов 3) отвод продуктов реакции от реакционной поверхности. [c.603] Экстракционные твердофазные процессы часто называют диффузионными, так как движущей силой переноса целевых компонентов из исходной смеси в экстрагент является разность концентраций. Как и все диффузионные процессы, экстрагирование зависит от температуры и других параметров, определяющих физические условия процесса. Температура существенно влияет на кинетику экстрагирования с ее повышением увеличивается скорость извлечения, однако из-за свойств обрабатываемых материалов в промышленной практике обычно экстрагирование проводят при умеренных температурах (ниже 150 °С) или даже при температурах ниже температуры окружающей среды (сжиженными газами в качестве экстрагентов). Скорость диффузионного извлечения существенно зависит от величины энергии активации которая является усредненной характеристикой процесса. [c.603] Применение повышенных температур позволяет проводить экстрагирование при меньших скоростях экстрагента с повышением температуры процесса до 60 °С скорость обтекания частиц основным потоком растворителя можно уменьшить в 1,5-2 раза. В промышленной практике экстрагирование обычно ведут при атмосферном давлении и, лишь в отдельных случаях (при большой летучести экстрагента), при повышенном. [c.603] При проведении экстрагирования, выщелачивания или растворения используют ряд вспомогательных процессов подготовку сырья подготовку и регенерацию экстрагента перемешивание, а также разделение суспензий отстаиванием, центрифугированием, кристаллизацией и др. [c.603] Существует множество моделей экстракционных процессов для условий непрерывности или периодичности их протекания, а также различного направления основных потоков (прямо- и противотока, перекрестного тока) исходного материала и экстрагента. [c.603] Гидродинамика процессов тесно связана с выявлением структуры потоков, установлением влияния их относительных скоростей, перемешивания, наличия застойных зон и др. и, в конечном счете, определяет основные энергетические затраты. [c.603] Классификация экстракгоров. Твердофазные экстракторы можно систематизировать по следующим классификационным признакам по режиму работы - периодического, по-лупериодического и непрерывного действия по взаимному направлению движения экстрагента и твердой фазы - противоточные, прямоточные, с периодическим процессом, с процессом полного смешения, с процессом в слое и комбинированные по характеру циркуляции экстрагента - с однократным прохождением, с рециркуляцией экстрагента и оросительные по давлению в экстракторе - работающие под атмосферным давлением, под вакуумом и под избыточным давлением по свойствам обрабатываемой твердой фазы - для крупнозернистых, мелкозернистых, тонкодисперсных, пастообразных, волокнистых и других материалов по гидродинамическому характеру процесса, протекающего в аппарате, - с неподвижным, движущимся и взвешенным слоем твердых частиц. [c.603] По направлению и способу транспортирования твердого материала и экстракта, конструкции аппаратов подразделяют на шесть основных типов карусельные конвейерные вертикальные колонные горизонтальные шнековые и лопастные барабанные смесительноразделительные экстракционные установки. [c.603] Аппараты с механическими транспортирующими устройствами. Экстракторы с механическими транспортирующими устройствами в свою очередь подразделяются на карусельные, конвейерные и колонные. [c.604] В карусельном экстракторе с шиберными секторными ячейками каждый сектор-шибер 1 днища соответствует в плане размерам ячейки ротора 2 (рис. 5.6.21), перекрывая которую образует закрытую снизу камеру 3 для обрабатываемого материала. Разгрузка ведется через шахту 4. Секторы днища опираются роликами на кольцевую направляющую 5 и по мере заполнения твердой фазой периодически приводятся в движение толкателем 6. После выгрузки закрытая камера 3 перемещается под разгрузочное устройство 7, а разгруженная ячейка (без сектора-шибера) занимает ее место в промежутке между зонами загрузки и выгрузки. Далее цикл повторяется. [c.604] Достоинства карусельных экстракторов -соблюдение противотока между фазами, малая степень разрущения частиц в процессе экстрагирования, хорошее использование объема аппарата, относительная простота конструкции. [c.604] В конвейерных экстракторах транспортирующим органом может служить ленточный горизонтальный, ленточно-рамный, ковшовый (ячеечный) или шнековый конвейер. При этом в разных конструкциях аппаратов продольная ось конвейера, а также корпус аппарата могут быть расположены вертикально, горизонтально или под углом к горизонту. [c.604] Основное преимущество конструкции -возможность получения экстракта высокой концентрации с малым содержанием взвещен-ных частиц. [c.605] К группе конвейерных экстракторов можно также отнести двухколонные и-образ-ные экстракторы, башенные многоколонные фирмы Олье (Франция), ковшовые фирмы Больман (Германия). [c.605] При врашении прерывистого шнека твердая фаза последовательно перемещается из секции в секцию, причем время пребывания ее в каждой секции определяется и регулируется частотой вращения шнека. Жидкость, многократно циркулируя вместе с твердым материалом в каяздой секции, движется противотоком по отношению к результирующему движению твердой фазы. На выходе из последней ступени твердая фаза вновь захватывается сплошной частью шнека и подается к разгрузочному устройству. [c.606] Вернуться к основной статье