ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вибрационное перемешивание и экстракция из "Вибрационная техника в химической промышленности" Вибрационные массообменные аппараты по конструктивному признаку делятся на колонные и емкостные, в которых гидродинамические режимы близки, соответственно, к идеальному вытеснению и идеальному смешению (рис. 7.1, о, б). Поэтому емкостные аппараты перспективны для проведения процессов перемешивания, растворения, эмульгирования, выщелачивания и других, причем емкость сосуда может достигать 50 м , температура рабочей среды — 800 °С, давление — 50 МПа. [c.214] Колебания насадки происходят обычно по гармоническому или близкому к нему закону. Реже применяют аппараты второго типа. Насадка в них — вертикальные перфорированные пластины, закрепленные на валу,— совершает угловую вибрацию— вращательное колебательное движение относительно оси вала. Имеются разработки, в которых использовано и более сложное колебательное движение насадки. [c.215] В монографии И. Я. Городецкого и др. Вибрационные массообменные аппараты [76] детально рассмотрены особенности конструкций колонных и емкостных аппаратов различных типов, перемешивающие устройства (насадки), секционирующие устройства колонных аппаратов. Применение секционирующих устройств позволяет повысить массообмен путем снижения продольного перемешивания рабочих сред, правда, при некотором падении пропускной способности аппарата и усложнении его конструкции. Приведены результаты исследований величины энергозатрат при вибрационном неремешивании, предельных нагрузок и удерживающей способности для систем газ — жидкость, жидкость — жидкость и др. Изложены основы гидродинамики двухфазных систем, дан анализ структуры однофазного и многофазного потоков, а также эффективности массопереда-чи в двухфазных системах при воздействии вибрации. В книге приведены данные об использовании вибрационных аппаратов в различных технологических процессах химических производств и сравнительная оценка их экономической эффективности. [c.215] Характерными представителями аппаратов колонного типа являются экстракторы. Действующий ОСТ 26-01-114—79 Экстракторы колонные с вибрирующей насадкой распространяется на колонные экстракторы с вибрирующей насадкой, предназначенные для разделения неоднородных жидких смесей в результате избирательной способности растворителя к одному из компонентов смеси. Стандарт устанавливает два типа колонных экстракторов — с отстойной камерой, имеющей диаметр, равный диаметру экстрактора и с отстойной камерой, диаметр которой больше диаметра экстрактора (в 1,5—2 раза). [c.215] ОСТ 26-01-114—79 устанавливает следующие размеры экстракторов диаметр колонны (внутренний), диаметр насадки (тарелки), диаметр и высоту отстойной зоны, расстояния между контактирующими элементами и высоту рабочей зоны. Диаметр насадки обычно составляет 0,97—0,985 диаметра колонны, чем обеспечивается боковой зазор от 5 до 20- мм в зависимости от диаметра колонны. [c.216] Виброперемешивание широко используют в химических реакторах, причем часто сочетают воздействие двух факторов — направленного и колебательного движения жидкости. С помощью направленного движения жидкости достигается равномерное распределение реакционной смеси в рабочем объеме реактора, а колебательное ее движение способствует интенсификации обменных процессов на границах раздела фаз гетерогенных сред. [c.216] Виброперемешивающее устройство, имеющее насадку в виде тарелок с коническими -отверстиями, создает при движении в объеме жидкости насосный эффект, поскольку в результате неравенства коэффициентов гидравлического сопротивления диффузора и конфузора возникает циркуляция жидкости в сторону сужения конического канала. [c.216] Средняя скорость направленного движения жидкости в реакторе зависит от расходной характеристики виброперемешивающего устройства, которая должна быть оценена при проектировании реактора [77]. [c.216] Определяя расход жидкости через конические отверстия в тарелке, принимают что вязкая жидкость гомогенна режим ее движения — турбулентный, а накладываемые гармонические колебания имеют малую амплитуду. Влияние колебаний на структуру потока проявляется в ускорении перехода ламинарного режима течения в турбулентный, в увеличении интенсивности турбулентности. В первом приближении коэффициенты гидравлических сопротивлений и расход могут быть найдены по осредненным параметрам движения потока. [c.216] Если принять, что в циркуляционном контуре реактора отсутствуют существенные гидравлические сопротивления, то расход жидкости Q через коническое отверстие в тарелке, совершающей гармонические колебания (рис. 7.2), можно выразить через напор, площадь наименьшего сечения Рг конусного отверстия и коэффициент расхода ц. [c.216] Полный период движения тарелки складывается из подъема и опускания. В период подъема тарелки происходит конфузор-ное истечение жидкости из конического отверстия, а при опускании— диффузорное. Такое движение тарелки сопровождается попеременным изменением напора по обеим ее сторонам. [c.217] Максимальный расход при фиксированных параметрах вибрации будет получен при наибольшей разности значений Цд — Цк. Коэффициенты расхода зависят от геометрических размеров канала и режима течения жидкости по нему, который определяется числом Рейнольдса. [c.217] Приведенные закономерности подтверждаются экспериментами по определению расхода жидкости через конические отверстия в тарелке. Тарелка диаметром 150 мм и высотой А = б мм с коническими отверстиями Z)i = 6 мм и 0 = 90° подвергалась вибрациям с частотой /= 15 50 Гц при амплитудах, изменявшихся в интервале А = (0,8 5,0) 10 м, что соответствовало числу Рейнольдса Re 1800—37 500. В исследованной области отклонение расчетных данных от опытных по расходу не превышало 6 %. При величине угла 0 = 90°, которая может быть рекомендована при проектировании насадок рассматриваемой конструкции, коэффициент расхода ц = 0,89. [c.218] Для приведения во взвешенное состояние тяжелой твердой фазы, расстояние от нижней тарелки до дна аппарата следует выбирать равным (0,7—0,8) От- Число отверстий в тарелках-определяется из условия размещения 7—10 отверстий на 1 дм ее площади рекомендуется принимать диаметр отверстия Z)i = 8 -4- 10 мм. [c.218] На опытно-промышленной вибромешалке с насадкой рассмотренного типа, использованной при растворении кадмиевой губки в растворе серной кислоты воздухом в качестве окислителя получена производительность в 5 раз более высокая, чем в лопастной мешалке расход энергии сократился в 2,2 раза. [c.218] В отличие от лопастных мешалок, влияние критерия Рейнольдса на энергозатраты незначимо. [c.218] Перемешивающее устройство—шток с тарелками 7 —соеди- нено с электромагнитным вибровозбудителем 5. Пульт управления служит для включения вибровозбудителя и плавного регулирования амплитуды колебаний. Аппарат герметизируется уплотнением 4. [c.219] Аналогичные по схеме аппараты объемом до 50 изготовляет фирма Хемап А. Г. (Швейцария). Они рекомендуются для гомогенизации,и эмульгирования низковязких жидкостей и, в особенности, для таких процессов, как ферментация в микробиологических производствах, поскольку высокая степень герметичности аппарата обеспечена использованием диафраг- менного уплотнения штока. [c.220] Достоинством аппаратов колонного типа о- крутильными (вращательными) колебаниями насадки (см. рис. 7.1,в) явля- ется большая доля свободного сечения и низкая интенсивность продольного перемешивания фаз. Перемешивание осуществляется перфорированными пластинами, которые совершают круговую вибрацию вокруг вертикальной оси аппарата. [c.220] Вернуться к основной статье