Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Многоступенчатая противоточная экстракция




 

При многоступенчатой противоточной экстракции потоки рафината и экстракта движутся от одной ступени к другой навстречу друг к другу. Исходная смесь подается в первую ступень, а экстрагент - в последнюю (рис. 16.16)

 

 

Рис. 16.6. Схема процесса многоступенчатой противоточной экстракции

 

Решая систему уравнений материального баланса и равновесия для каждой ступени можно получить выражения для концентраций рафината и экстракта, а также коэффициента извлечения при =const. Пусть n=2

, , (16.16)

; , (16.17)

Выразим концентрацию рафината на последней 2-й ступени через и , подставив (16.16) в (16.17)

. (16.18)

Можно получить аналогичное соотношение для концентрации рафината на последней ступени n-ступенчатой противоточной экстракционной установки

. (16.19)

Учитывая, что геометрическая прогрессия может быть записана как (16.20), представим (16.19) в виде

, (16.20)

. (16.21)

Используя (16.21) найдем коэффициент извлечения

. (16.22)

Как видно из таблицы 16.1 коэффициенты извлечения для противоточной экстракции выше чем для одноступенчатой или перекрестной при одинаковых значениях экстракционного фактора для установки в целом.

Величина экстракционного фактора и число ступеней могут служить параметрами оптимизации при проектировании противоточной экстракционной установки. Обычно значения экстракционного фактора изменяются в диапазоне 1.2< <2, а числа ступеней 3£n£6. Еще одним преимуществом противоточной многоступенчатой экстракции является возможность достижения любой сколь угодно большой степени извлечения при >1 за счет увеличения числа ступеней. Напомним, что для перекрестной экстракции даже при n® ¥ она ограничена соотношением (16.14).

 

 

Таблица 16.1.

Коэффициенты извлечения для различных способов ступенчатой экстракции

при =const, в зависимости от величины экстракционного фактора

и числа ступеней n

 

  =0.5 =1.2 =2
  n=2 n=5 n=10 n=2 n=5 n=10 n=2 n=5 n=10
0.428 0.492 0.500 0.725 0.899 0.969 0.857 0.984 0.9995
0.360 0.378 0.386 0.609 0.659 0.678 0.750 0.810 0.838
0.555 0.868 0.983 0.793 0.980 0.9996 0.889 0.996 0.99998
0.333 0.545 0.666

 

* Если для предыдущих способов многоступенчатой экстракции величина определяется во всей установке, то для данного способа - в отдельной ступени.

 

В случае ¹const вместо аналитического удобнее использовать графический метод определения числа ступеней, необходимых для достижения требуемой степени извлечения. Для этого вначале из уравнения материального баланса всей установки в целом, совпадающего с (16.3), находят недостающие начальные и конечные концентрации. Алгоритм графического метода следующий (см. рис. 16.7): по конечной концентрации экстракта, выходящего из 1-й ступени находят соответствующую ей точку 1к на линии равновесия, абсцисса которой соответствует концентрации рафината , уходящего с 1-й ступени; проводят из точки 1к прямую под углом a к оси , тангенс которого равен отношению , до пересечения с прямой, параллельной оси , проведенной через точку с координатами ( ,0), получают точку 1н, характеризующую составы фаз на входе в 1-ю ступень; ордината этой точки соответствует концентрации экстракта , выходящего из 2-й ступени и приходящего на 1-ю; затем процедура повторяется - по конечной концентрации экстракта, выходящего из 2-й ступени находят соответствующую ей точку 2к на линии равновесия, абсцисса которой соответствует концентрации рафината , уходящего со второй ступени, проводят из точки 2к прямую под углом a к оси до пересечения с прямой, параллельной оси проведенной через точку с координатами ( ,0), получают точку 2н, характеризующую составы фаз на входе во 2-ю ступень, ордината которой соответствует концентрации экстрагента , выходящего из 3-й ступени и приходящего на 2-ю и т.д.; построения заканчиваются при выполнении условия .

 

 

Рис. 16.7. Изображение многоступенчатой противоточной экстракции на - диаграмме

 

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-09-13; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты