КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Принципиальные схемы экстракции
Схема абсорбции с рециркуляцией жидкости. Содержание СО2. Атмосфера - 2,3012 т - 0,03% об. Гидросфера - 1,4014 т - растворимость CО2 в воде: 0°С - 0,335 % масс. 20°С - 0,169%масс. Литосфера - 5,5016 т - кальцит, доломит, мрамор / CaСO3/.
Переход CО2 Атмосфера Гидросфера Литосфера - осадок абсорбция фитопланктон хемосорбция При увеличении содержания СО2 в воздухе возрастает концентрация СО2 в поверхностном слое океана. Это активизирует деятельность Фитопланктона /мелкие ракообразные/, который за счет хемосорбции с ионом Са переводит угольную кислоту в кальцит. Вторым существенным поглотителем углекислого газа является зеленая растительность на поверхности Земли. Таким образом, увеличение содержания углекислого газа в атмосфере приводит к активизации деятельности поглощения, что возвращает систему в состояние прежнего равновесия. Основными источниками углекислого газа на Земле являются вулканы и биомасса. Влияние деятельности человека. Ежегодно человечеством добивается 4 09 т углерода. При сжигании углерода образуется 1,4 010 т углекислого газа. При отсутствии поглощения прибавка CO2 в атмосфере составит 0,00018 % об. или 1/167 доля от общего содержания /0,03%/. Какая концентрация CО2 в атмосфере необходима для начала парникового эффекта, никто толком не знает. Человек может выдержать содержание углекислого газа в воздухе до 4 % об. Признаки отравления: шум в ушах, головная боль. Углекислый газ утилизируется из дымовых газов по схеме: охлаждение - хемосорбция раствором щелочи - выделение соды - прокаливание с образованием углекислого газа - компремирование - умеренное охлаждение - сухой лед / используется для мороженого/.
Принципиальные схемы абсорбции 1. Прямоток. Схема установки и диаграмма У-Х представлены на рис. 231. Рис. 231. Схема аппарата а/ и диаграмма У-Х, б/ для прямоточной абсорбции.
Расход абсорбента
Удельный расход абсорбента В пределе , тогда удельный расход абсорбента будет минимальным Однако в этом случае движущая сила процесса будет равна нулю, колонна должна иметь бесконечно больше размеры, что нереально. Оптимальный удельный расход абсорбента определяют на основе технико-экономического расчета. Довольно часто принимают 2. Противоток Схема аппарата и диаграмма У-Х представлены на рис. 232. Рис.232. Схема аппарата а/ и диаграмма У-Х б/ для противоточной абсорбции.
Расход абсорбента Из рис. 231 и 232 видно, что , тогда , т.е противоток обеспечивает меньший расход абсорбента, это является решающим преимуществом его применения.
Из рис. 231 и 232 также следует, что средняя движущая сила , т.е. противоток обеспечивает меньшую движущую силу. По основному уравнению массопередачи поверхность контакта фаз . Следовательно, противоток будет иметь большие габариты аппарата. Рециркуляция жидкости всегда предпочтительна, когда возникает необходимость отводить теплоту адсорбции. В этом случае в цепь рециркуляции включают промежуточный холодильник. Схема установки и диаграмма У-Х представлены на рис. 233. Движущая сила процесса будет еще меньше, чем в противотоке. Для извлечения поглощенного компонента применяется десорбция, Последняя может следовать cpaзу же за абсорбцией, как это показано на рис. 234, 235. Для более полного извлечения компонента из газовой фазы применяют многоступенчатую абсорбцию / рис. 236, 237/.
КОНСТРУКЦИИ АБСОРБЕРОВ 1. Поверхностные. 2. Плёночные. 3. Насадочные. 4. Тарельчатые. 5. С подвижной шаровой насадкой. 6. Распыливающие. 7. Ротационные. 8. Барботажные. 9. Барботажные с механическим перемешиванием и др.
Некоторые конструкции абсорберов представлены на рис. 238-283. Наиболее высокоинтенсивным / с точки зрения массообмена/ считается форсуночный абсорбер Вентури. Скорость газа в горловине аппарата составляет 60-160 м/с. Однако аппарат имеет высокое гидравлическое сопротивление до 25000 Па /рис, 275/.
Рис. 233. Cxeмa абсорбции с рециркуляцией жидкости /а/ и изображение процесса на диаграмме У -X /б/. 1.Абсорбер, процесс в котором сопровождается выделением тепла. 2.Промежуточная емкость. 3.Насос. 4.Холодильник.
1.Абсорбер. 2-4.Сборники. 5-7.Насосы. 8.Теплообменник. 9.Десорбер /регенератор раствора/. 10.Холодильники. Рис. 238. Абсорбер с горизонтальными /S -образными/ трубами, например, кварцевыми или керамическими при абсорбции хлористого водорода водой. 1. Элемент абсорбера. 2. Опорная конструкция.
Рис. 239. Кожухотрубчатый пленочный абсорбер с отводом выделяющегося тепла.
Рис. 240. Пленочный абсорбер с листовой /плоскопараллельной/ насадкой: а -схема устройства; б -разрез аппарата. 1. Пакет листов с поверхностями, орошаемыми пленкой жидкости. 2.Приспособление для равномерного распределения жидкости /распределительное устройство/. 3.Перераспределительное устройство. 4.Подвод жидкости. Рис. 241. Распределительное устройство для колонны с листовой насадкой /поз. 2 на рис.А-3 /. 1.Оросительная коробка с ниппелями. 2,3,4.Колосники из пластин; ряды колосников уложены крест-накрест. 5. Листы насадки.
Рис. 242. Пленочный абсорбер с восходящим движением жидкости: а - одноступенчатый абсорбер; б - двухступенчатый абсорбер с прямотоком фаз на каждой ступени, но с противотоком по аппарату в целом; в -схема движения фаз на выходе из труб; г -схема движения фаз на входе в трубы. 1.Трубы /по их внутренней поверхности поднимающийся газ увлекает жидкость в виде пленки /. 2.Трубные решетки. 3.Брызгоотбойники. 4.Распределительные патрубки.
Рис. 243. Насадочные абсорберы: а -со сплошным слоем насадки; б -с послойной загрузкой насадки. 1.Цилиндрический корпус колонны /часто футерованный изнутри/. 2.Насадка. 3.Распределитель орошающей жидкости. 4.Решетки, поддерживающие насадку /ложные днища/ 5.Перераспределитель жидкости. 6.Гидравлический затвор, предотвращающий выход газа с жидкостью
Рис. 247. Некоторые типы перераспределителей жидкости между слоями насадки: а - конусный; б - патрубковый; в - конусный с патрубками. Рис. 248. Распределительные плиты: а – с затопленными отверстиями, б - с затопленными отверстиями и газовыми патрубками, в — со свободным сливом: 1 - решетка; 2 - патрубки для жидкости; 3 - патрубки для газа.
Рис. 249. Распределительные
желоба со свободный сливом. Рис. 250. Ороситель типа сегнерова колеса. 1.Вращающаяся дырчатая труба. 2.Подпятник.
Рис. 251. Центробежный разбрызгиватель.
См. следующую страницу.
Рис. 255. Нормализованная колонна с насадкой /а/, перераспределительная /б/ и распределительная /в/ тарелки, и опорная решетка /г/.
/начало cм. Предыдущую страницу/
Техническая характеристика перераспределительной тарелки /б/.
Примечание: Технические характеристики тарелок внутренним диаметром Dк более 1400 мм см. по действующим нормалям.
Pис. 256. Устройство колпачковых тарелок с капсульными колпачками: а - колонна с тарелками; б - две соседние тарелки; в - капсульный колпачок; г - формы капсульных колпачков. 1.Тарелки. 2.Газовые /паровые/ патрубки. 3.Круглые колпачки. 4. Переточные перегородки /или/ трубы/ с порогами. 5.Гидравлические затворы. 6.Корпус колонны.
Рис. 258. Устройство ситчатых переточных тарелок: а - колонка с тарелками; б- две соседние тарелки. 1.Тарелки /перфорированные листы /. 2.Переточные перегородки/или трубы/ с порогами. 3.Гидравлические затворы. 4.Корпус колонны.
Рис. 259. Устройство тарелок без переливов /провальных тарелок/: а - колонна с провальными тарелками; б - две соседние дырчатые провальные тарелки. Рис. 260. Типы провальных тарелок: а - дырчатая; б- решетчатые; в - волнистая; г - трубчатые. 1. Щели. 2.Трубы. 3.Перфорированный лист. 4.Коллекторы.
Рис.261. Колонна с перфорированными тарелками со змеевиками для охлаждения жидкости водой или иным хладоагентом. Тарелки могут быть провальные или переточные. 1.Пакет змеевиков. 2.Дырчатая тарелка. 3. Корпус колонны. 4.Лаз. 5.Брызгоотбойник.
Рис. 262. Комбинированная колпачково – ситчатая тарелка, позволяющая расширить рабочий диапазон нагрузок по газу /пару/. 1.Туннельные колпачки. 2.Перфорированный лист.
Рис. 265. Круглые клапаны с верхним ограничителем/а/ и с балластом/б/. 1.Дисковый клапан. 2.Ограничитель. 3.Балласт.
Рис. 266. Устройство направленноточных чешуйчатых тарелок: а - схема потоков газа /пунктир/ и жидкости /сплошные стрелки/ на двух соседних тарелках; б -типы чешуй /арок/.
Рис. 267. Схема потоков газа /пунктир/ и жидкости /сплошные стрелки/ на направленноточных пластинчатых /жалюзийных/ тарелках.
1.Гидравлический затвор. 2.Переливная перегородка. 3.Тарелка. 4.Пластины. 5.Сливной карман.
Рис. 268. Схема потоков газа и жидкости/а/ и форма прорезей/б/ на секторных направленноточных тарелках /тарелках Киттеля/.
Рис. 269. Струйная направленноточная тарелка/1/ с брызгоотбойниками/2/. При изготовлении тарелок и брызгоотбойников в металлических листах дольют прорези и растягивают листы.
Рис. 270. Основные размеры струйной тарелки, изображенной на рис. А-48, по ГОСТ 16453-70.
Рис. 271. Колонна с подвижной шаровой насадкой, а - одноступенчатый аппарат; б - две соседние дырчатые тарелки /они могут быть переточные или провальные/ многоступенчатого аппарата.
1.Опорная тарелка. 2. Шаровая насадка. 3.Ограничительная тарелка. 4.Оросительное устройство. 5.Брызгоотбойник.
Рис. 272. Устройство полых распиливающих абсорберов: а - вертикального с верхним распылом жидкости; б - вертикального с распылом жидкости по высоте аппарата; в - горизонтального с перекрестным током. 1.Корпус. 2.Форсунки. 3. Коллектор орошающей жидкости. 4. Брызгоотбойник. 5.Газораспределительная решетка.
Рис. 273. Разрез полой колонны с распыливанием жидкости.
Рис. 274. Циклонный распыливающий абсорбер. 1.Центральная труба. 2.Форсунки. 3.Отражательный диск. 4.Раскручиватель потока газа.
Рис. 275. Форсуночные абсорберы Вентури: а,б - с периферийным и с центральным вводами жидкости соответственно. 1.Горловина. 2. Центробежный брызгоуловитель циклонного типа. 3. Диффузор. 4. Конфузор. 5.Отверстия в горловине /а/ или форсунка /б/ для ввода жидкости.
Рис. 279. Абсорберы с одновальным дисковым/а/ и многовальным /б/ разбрызгивателями жидкости. 1.Корпус. 2.Валы. 3.Ситчатые диски/а/ или рифлёные валки/б/. 4.Перегородки.
Рис. 280. Абсорберы с высоким барботажным слоем:
а - полая колонна; б - полая колонна, секционированная по высоте; в - колонна с затопленной насадкой. 1.Распределитель газа. 2.Гидравлический затвор, обеспечивающий затопление колонны. 3.Дырчатые секционирующие перегородки/б/ и опора под насадку /в/. 4.Насадка.5.Сетка, фиксирующая насадку.
Рис. 282. Устройство барботажных абсорберов с механическим пе- ремешиванием: а - с вводом газа через барботер; б - с самовсасыванием газа мешалкой с полым валок, изготовленной из трубы.
Рис. 283. Аппарат с высоким барботажным слоем с двумя мешалками /1/ по высоте /верхняя - самовсасывающая/ и со змеевиком/2/ для отвода или подвода тепла.
ЭКСТРАКЦИЯ Экстракция - процесс извлечения растворенного в одной жидкости вещества другой жидкостью, или извлечение одного или нескольких компонентов из твердых тел с помощью избирательных растворителей / вода, кислоты, щелочи/. Последний процесс / в системе твердое тело - жидкость/ часто называют выщелачиванием и рассматривают отдельно. Экстракция в системе жидкость-жидкость широко применяется для разделения жидких однородных смесей /конкурент ректификации/. Достоинством экстракции является применение низких рабочих температур/ обычно нормальная температура/ и более полное разделение по сравнению с другими видами массообмена. В процессе экстракции /система жидкость-жидкость/ взаимодействуют две жидкие фазы, нерастворимые или частично растворимые друг в друге. Врезультате взаимодействия получают: экстракт - раствор компонента /вещества/ в растворителе, рафинат - остаточный раствор вещества в другой жидкой фазе.
Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 2105; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |