• Россия, Пермский край, г. Березники пр-кт Советский 28, diamant-art@yandex.ru
  • Россия, Пермский край, г. Пермь ул. Мира, 18-26
телефоны Viber WhatsApp Telegram :
  • 8-902-47-483-95
  • 8-902-64-131-81
Главная » Определить размеры распылительной колонны для извлечения фенола из воды экстракцией бензолом при следующих условиях

Определить размеры распылительной колонны для извлечения фенола из воды экстракцией бензолом при следующих условиях

Определить размеры распылительной колонны для извлечения фенола из воды экстракцией бензолом при следующих условиях:
  • расход исходной смеси Vх  = 5,4 м3
  • начальная концентрация фенола в воде схн= 0,5 кг/м3
  • конечная концентрация фенола в воде схк= 0,03 кг/м3
  • начальная концентрация фенола в экстрагенте 0,01 кг/м3
  • температура в экстракторе t = 20 °С
  • При данной температуре т = 2,18
 Ввиду малой концентрации уксусной кислоты изменением плотностей фаз и их расходов в процессе экстракции можно пренебречь. Так как конечная концентрация в экстрагенте не может превышать концентрации, равновесной с концентрацией исходной смеси, то минимальный расход экстрагента, будет равен   Реальный расход экстрагента должен быть больше минимального. Эффективность полых роторно-дисковых колонн обычно невелика (ввиду большого продольного перемешивания в сплошной фазе) и, как правило, не превышает одной теоретической ступени. Поэтому в данном случае определим расход экстрагента, исходя из условия, что необходимое число теоретических ступеней должно быть близко к единице.
  В данном случае диаметры колонны, определяемые из приближенных размеров капель для капельного и струйного истечения, одинаковы. Если бы они различались, то окончательный выбор диаметра колонны должен был бы про­водиться после расчета распределителя и определения режима истечения дисперсной фазы.   Работа распылительных колонн во многом определяется конструкцией распределителя дисперсной фазы. Он должен подавать в рабочую зону колонны достаточно малые капли, по возможности близкие по размерам, и обеспе­чить равномерное распределение капель по объему аппарата. При близких размерах капель время пребывания их в колонне не должно сильно различаться, и режим движения дисперсной фазы близок к режиму идеального вытеснения.
  Поэтому предпочтительнее капельный режим истечения, при котором образуются одинаковые капли (иногда наряду с однородными крупными каплями образуются капли-спутники значительно меньшего размера). Рассчитаем число отверстий распределителя дисперсной фазы так, чтобы размер капель был минимальным. Так как в данном случае R=0,284, то критерий Вебера должен быть равен 2.05.
Расчет распылительной колонны



Страница 1 Расчет распылительной колонныСтраница 1 Расчет распылительной колонны
Страница 2 Расчет распылительной колонныСтраница 2 Расчет распылительной колонны
Страница 3 Расчет распылительной колонныСтраница 3 Расчет распылительной колонны
Страница 4 Расчет распылительной колонныСтраница 4 Расчет распылительной колонны
Страница 5 Расчет распылительной колонныСтраница 5 Расчет распылительной колонны
Страница 6 Расчет распылительной колонныСтраница 6 Расчет распылительной колонны
Страница 7 Расчет распылительной колонныСтраница 7 Расчет распылительной колонны
Страница 8 Расчет распылительной колонныСтраница 8 Расчет распылительной колонны
Страница 9 Расчет распылительной колонныСтраница 9 Расчет распылительной колонны
Страница 10 Расчет распылительной колонныСтраница 10 Расчет распылительной колонны
Страница 11 Расчет распылительной колонныСтраница 11 Расчет распылительной колонны
Страница 12 Расчет распылительной колонныСтраница 12 Расчет распылительной колонны
Страница 13 Расчет распылительной колонныСтраница 13 Расчет распылительной колонны
Страница 14 Расчет распылительной колонныСтраница 14 Расчет распылительной колонны
Страница 15 Расчет распылительной колонныСтраница 15 Расчет распылительной колонны
Страница 16 Расчет распылительной колонныСтраница 16 Расчет распылительной колонны
Страница 17 Расчет распылительной колонныСтраница 17 Расчет распылительной колонны   


Размеры распылительной колонны

 Определить размеры распылительной колонны для извлечения фенола из воды
Таким образом, при расчете гидродинамических параметров распылительной колонны получены следующие результаты:
  • Диаметр колонны, м 1,2
  • Фиктивная скорость, см/с: дисперсной фазы (уксусной кислоты)1,6
  • сплошной фазы (вода) 0,8
  • Число отверстий распределителя дисперсной фазы  диаметром 4 мм
  • Шаг между отверстиями, мм 13
  • Средний диаметр капель, мм  5,8
  • Удерживающая способность 0,13
  • Удельная поверхность контакта фаз, м23 131,4
 Для определения коэффициента массоотдачи в дисперсной фазе нужно знать время пре­бывания капель в колонне, зависящее от ее высоты.
Зададимся высотой Н = 0,75 м.
  Это значение заметно больше и размера отверстий, и ориентировочного размера капель. Следовательно, по сечению распределителя можно разместить 9238 отверстий. Найдем крити­ческую скорость истечения по уравнению. При числе отверстий n скорость истечения (0,147 м/с) немного превышает критиче­скую. Следовательно, распределитель будет работать в начальной стадии струйного режима, когда размеры образующихся капель отличаются незначительно.

Размер капель распылительно колонны

  Уточненный расчет размеров капель проводим по уравнению для струйного истечения. Скорость свободного осаждения для капель этого диаметра составляет 0,12 м/с, а суммар­ная предельная нагрузка при такой характеристической скорости практически равна предельной нагрузке, полученной в предварительных расчетах на основе приближенной оценки размеров капель. Следовательно, нет оснований вносить изменения в выбранный диаметр колонны.
  Определим приближенный размер капель при капельном истечении диэтиловый эфира в воду При числе отверстий n скорость истечения (0,147 м/с) немного превышает критиче­скую. Следовательно, распределитель будет работать в начальной стадии струйного режима, когда размеры образующихся капель отличаются незначительно.

Высота рабочей зоны распылительной колонны

При расчете высоты рабочей зоны колонны примем сле­дующую модель структуры потоков:
для сплошной фазы — идеальное перемешивание
для дисперс­ной — идеальное вытеснение.
 Такой выбор основан на том, что степень продольного перемешивания в сплошной фазе распылительных колонн гораздо сильнее, чем в дисперсной если капли не очень широко распределены по размерам.
 Для данной модели структуры потоков при постоянстве расходов фаз и линейной равновесной зависимости из уравнений.

Размер отстойных зон распылительной колонны

Диаметр отстойных зон (принимаем их одинаковыми) определим, исходя из условия, что сплошная фаза должна двигаться в зазоре между краем распределителя дисперсной фазы и стенкой отстойной зоны с той же фиктивной скоростью, что и в колонне. Тогда диаметр отстойных зон можно найти из уравнения.
 Найденное время коалесценции является приближенным, так как размер капель в отстойной зоне вследствие коалесценции капель должен быть не больше, чем в колонне. Найдем по уравнению время, необходимое для коалесценции капель диэтиловый эфира.
 Принимаем диаметр отстойных зон равным 1,3 м
 
 
Написать Написать Написать 8-902-47-48-395 diamant-art@yandex.ru