ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пример расчета роторно-дискового экстрактора из "Основные процессы и аппараты химической технологии Изд.2" Конечная концентрация фенола в бензоле при такой степени извлечения равна с,,, к = Су, + (У, Уу) (с,, н к) = 0,01 + 0,001389 (0,3 -0,009) /0,002778 = 0,1555 кг/м . [c.268] Для расчета роторно-дисковых экстракторов недостаточно определить диаметр и высоту рабочей части колонны. Необходимо подобрать также размеры внутренних устройств (диа.метры дисков и статорных колец, расстояние между дисками) и частоту враш,ения дисков. Используем методику расчета, схема которой показана на рис. 7.7. В этой методике исходными данными являются соотношения размеров внутренних устройств экстрактора О /Ъ, Ос О, к/О (где О, и йс диаметры соответственно колонны и- дисков и внутренний диаметр статорных колец к — высота секции), а также величина пОр (где п — частота враш,ения ротора). [c.268] Обычно диаметр дисков в роторно-дисковых экстракторах в 1,5—2 раза меньше диаметра колонны, высота секции (расстояние между дисками) в 2—4 раза меньше диаметра Колонны, а внутренний диаметр колец статора составляет 70—8() % от диаметра колонны [3, 4]. Примем следующие соотношения для размеров внутренних устройств 0р10=2/3 0с/0 3/4-, к 0 = = 1/3 и рассчитаем размеры экстрактора, работающего при п0р = 0,2 м/с. [c.268] Принимаем внутренний диаметр колонны равным 1 м. Фиктивные скорости фаз в такой колонне равны се. = о1 д = 0,354 см/с а1 , = а с. =0,177 см/с. Суммарная скорость фаз составит 69% от суммарной скорости фаз при захлебывании. [c.269] Частота вращения / =(лОр/ )р) =0,2/0,667 = 0,3 с . [c.269] Так как Г 70, то капли не осциллируют. [c.269] При таком значении требуемая высота колонны равна Я= 1,25-5,08 = 6,35 м. [c.271] Проводя расчет Я, и Я несколько раз, до тех пор, пока значения этих величин в двух последовательных итерациях не станут практически равными, получим Яо = 1,15 м Я = 5,84 м. Так как расстояние между дисками принято р авным 0,333 м, колонна такой высоты должна иметь 5,84/0,333 = 17,5 дисков. Принимая число дисков равным 18, получим для высоты рабочей зоны значение Я= 18-0,333 = 6 м. [c.271] В начале расчета при определении размеров капель число секций в колонне было принято равным 20. Если в уравнение (7.20) подставить =18, получим средний размер капель 2,08 мм, что на 2,5 % отличается от значения й при Л = 20. Поскольку такое отклонение находится в пределах точности уравнения (7.20), пересчет размеров капель и всех остальных гидродинамических параметров экстрактора не имеет смысла. Практически не изменится также и коэффициент массоотдачи в дисперсной фазе, зависящий от высоты колонны. Однако если бы полученная в результате расчета высота экстрактора сильно отличалась от значения, которым задались вначале, весь расчет следовало бы повторить, начиная с определения среднего размера капель. [c.271] Результаты расчета высоты колонны свидетельствуют о значительном продольном перемешивании в роторно-дисковых экстракторах. Вследствие продольного перемещивания необходимая высота рабочей зоны увеличивается в 3 раза. [c.271] Сравнивая результаты расчета роторно-дисковой и распылительной экстракционных колонн, можно отметить гораздо большую эффективность первой число теоретических ступеней при заданных концентрациях фаз равно около 2,6 и, следовательно, ВЭТС 2,3 м, в то время как для распылительной колонны ВЭТС г 8 м. Однако производительность распылительного экстрактора гораздо больше диаметр его при тех же расходах вдвое меньше. [c.271] Таким образом, затраты мощности на перемешивание очень невелики и для всех дисков составляют около 2 Вт. Мощность электродвигателя в данном случае следует подбирать на основе механического расчета. Она должна быть достаточной для преодоления пускового момента и сил трения в опорах. [c.272] Размер отстойных зон. В роторно-дисковых экстракторах диаметры рабочей зоны и отстойных зон обычно одинаковы. Если определить по уравнению (7.30) время, необходимое для коалесценции капель бензола в верхней отстойной зоне, и исходя из этого времени рассчитать объем отстойной зоны (как при расчете распылительной колонны), то высота отстойной зоны получится равной около 0,2 м. Но в данном экстракторе отстойные зоны являются продолжением рабочей, в которой происходит интенсивное движение жидкостей. Поэтому отстойные зоны должны состоять из двух частей собственно отстойных зон (где происходит разделение фаз) и промежуточных успокоительных зон высотой обычно не меньше диаметра колонны (наличие которых создает лучшие условия для отстаивания). Исходя из этих соображений, принимаем полную высоту отстойных зон равной 1,2 м. [c.272] Основные размеры роторно-дискового экстрактора, полученные в результате технологического расчета, приведены на рис. 7.8. Приведенный пример расчета роторно-дискового экстрактора выполнен при условии, что произведение числа оборотов ротора на его диаметр составляет 0,2 м/с. При проектировании экстрактора следует провести его расчет при разных значениях пО , сравнить результаты и выбрать оптимальный вариант. [c.272] Вернуться к основной статье