Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 57 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

Следовательно, высота отстойной зоны должна быть равна
H
от
= 4 v
от
/ (πD
от
2
) = 4
.
0,598/ (3,14
.
0,8
2
) = 1,19 м.
Принимаем отстойные зоны одинаковыми, высотой 1,2 м.
На рис. 3.6. приведены основные размеры распылительной
колонны, определенные в результате технологического расчета.
Низкая эффективность спроектированной колонны (высота,
эквивалентная теоретической ступени, равна 8 м) обусловлена
большим продольным перемешиванием в сплошной фазе (при
расчете принято полное перемешивание). Если бы режим
движения обеих фаз соответствовал идеальному вытеснению,
необходимая высота рабочей зоны колонны составила бы около 1
м.
Рис. 3.6. Эскиз распылительной колонны:
1, 3 – вход и выход сплошной фазы;
2, 4 – вход и выход дисперсной фазы
3.3. Пример расчета роторно-дискового экстрактора
В качестве примера расчета роторно-дискового экстрактора
рассмотрим тот же процесс очистки воды от фенола экстракцией
бензолом, но очистки более глубокой – до конечной концентрации
фенола в воде 0,009 кг/м
3
(степень извлечения 97 %). Остальные
исходные параметры будем считать такими же. как и при расчете
распылительной колонны:
V
x
= V
c
= 0,001389 м
3
/с; V
y
= V
д
= 0,002778 м
3
/с;
с
х.н
= 0,3 кг/м
3
; с
у.н
= 0,01 кг/м
3
;
t = 25 °С; m = 2,22; m
0
= 0;
ρ
с
= 997 кг/м
3
; ρ
д
= 874 кг/м
3
;
∆
ρ = 123 кг/м
3
;
µ
с
= 0,894 мПа
.
с; µ
д
= 0,6 мПа
.
с; D
c
= 1,05
.
10
-9
м
2
/с;
D
д
= 2
.
10
-9
м
2
/с; σ = 0,0341 Н/м; Ф
3
= 0,382.
Конечная концентрация фенола в бензоле при такой степени
извлечения равна с
у.к
= с
у.н
+ (V
x
/ V
c
)( с
х.н
– с
х.к
) = 0,01 + 0,001389х
х(0,3 – 0,009)/0,002778 = 0,1555 кг/м
3
.
Для расчета роторно-дисковых экстракторов недостаточно
определить диаметр и высоту рабочей части колонны. Необходимо
подобрать также размеры внутренних устройств (диаметры дисков
и статорных колец, расстояние между дисками) и частоту
вращения дисков. Используем методику расчета, схема которой
показана на рис 3.7. В этой методике исходными данными
являются соотношения размеров внутренних устройств
экстрактора D
p
/D, D
с
/D, h/D (где D, D
p
и D
с
– диаметры
соответственно колонны и дисков и внутренний диаметр
статорных колец; h – высота секции), а также величина nD
p
(где п –
частота вращения ротора).
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 70-80% от диаметра
110 111 
     Следовательно, высота отстойной зоны должна быть равна                 3.3. Пример расчета роторно-дискового экстрактора
          Hот = 4 vот / (πDот2) = 4 . 0,598/ (3,14 . 0,82) = 1,19 м.        В качестве примера расчета роторно-дискового экстрактора
                                                                       рассмотрим тот же процесс очистки воды от фенола экстракцией
     Принимаем отстойные зоны одинаковыми, высотой 1,2 м.
                                                                       бензолом, но очистки более глубокой – до конечной концентрации
На рис. 3.6. приведены основные размеры распылительной
                                                                       фенола в воде 0,009 кг/м3 (степень извлечения 97 %). Остальные
колонны, определенные в результате технологического расчета.
                                                                       исходные параметры будем считать такими же. как и при расчете
     Низкая эффективность спроектированной колонны (высота,
                                                                       распылительной колонны:
эквивалентная теоретической ступени, равна 8 м) обусловлена
большим продольным перемешиванием в сплошной фазе (при                         Vx = Vc = 0,001389 м3/с;   Vy = Vд = 0,002778 м3/с;
расчете принято полное перемешивание). Если бы режим                                    сх.н = 0,3 кг/м3;        су.н = 0,01 кг/м3;
движения обеих фаз соответствовал идеальному вытеснению,
необходимая высота рабочей зоны колонны составила бы около 1                           t = 25 °С;           m = 2,22;       m0 = 0;
м.                                                                            ρс = 997 кг/м3;        ρд = 874 кг/м3;        ∆ ρ = 123 кг/м3;
                                                                            µс = 0,894 мПа . с;     µд = 0,6 мПа . с;    Dc = 1,05 . 10-9 м2/с;
                                                                              Dд = 2 .10-9 м2/с;       σ = 0,0341 Н/м;           Ф3 = 0,382.
                                                                             Конечная концентрация фенола в бензоле при такой степени
                                                                       извлечения равна су.к = су.н + (Vx / Vc )( сх.н – сх.к) = 0,01 + 0,001389х
                                                                       х(0,3 – 0,009)/0,002778 = 0,1555 кг/м3.
                                                                             Для расчета роторно-дисковых экстракторов недостаточно
                                                                       определить диаметр и высоту рабочей части колонны. Необходимо
                                                                       подобрать также размеры внутренних устройств (диаметры дисков
                                                                       и статорных колец, расстояние между дисками) и частоту
                                                                       вращения дисков. Используем методику расчета, схема которой
                                                                       показана на рис 3.7. В этой методике исходными данными
                                                                       являются     соотношения        размеров        внутренних       устройств
                                                                       экстрактора Dp/D, Dс/D, h/D (где D, Dp и Dс – диаметры
                                                                       соответственно колонны и дисков и внутренний диаметр
                                                                       статорных колец; h – высота секции), а также величина nDp (где п –
                                                                       частота вращения ротора).
             Рис. 3.6. Эскиз распылительной колонны:                         Обычно диаметр дисков в роторно-дисковых экстракторах в
               1, 3 – вход и выход сплошной фазы;                      1,5-2 раза меньше диаметра колонны, высота секции (расстояние
               2, 4 – вход и выход дисперсной фазы                     между дисками) в 2-4 раза меньше диаметра колонны, а
                                                                       внутренний диаметр колец статора составляет 70-80% от диаметра

                                   110                                                                          111

Страницы