22.5. Устройство и принцип действия экстракторов и аппаратов для растворения

На рис. 22-7 представлена схема смесительно-отстойной системы аппара­тов, состоящей из трех модулей, каждый из которых включает в себя аппарат с мешалкой 1, отстойник 2 со шнековым 3 или иным транспортирующим устрой­ством, сборник 4 и насос 5. Твердая фаза транспортируется в направлении, противоположном движению раствора, обеспечивая ступенчатый противоток.

На рис. 22-8 изображена схема непрерывнодействующего двухколонного аппа­рата, реализующего принцип непрерывного противотока. Он заключен в кор­пус 1 прямоугольного сечения, внутри которого движутся роликовые цепи 3. К последним прикреплены прямоугольные рамки 2, обтянутые сеткой, на которой располагается твердый материал. В некоторых конструкциях рамки заменены перфорированными ковшами. Сравнивая противоточные аппараты (см. рис. 22-7 и 22-8), заметим, что в смесительно-отстойном аппарате (см. рис. 22-7) благодаря интенсивному перемешиванию скорость растворения (экстрагирования) выше, чем в аппарате, изображенном на рис. 22-8.

Рис. 22-8. Противоточный аппарат для экстрагирования:

/-корпус, 2-рамки; i-роликовая цепь; 4-веду-щий барабан

К числу непрерывно действующих противоточных аппаратов относится ка­русельный экстрактор (рис. 22-9), вращающийся ротор 1 которого разбит на секции 3 радиальными перегородками 2. Каждая секция заполняется исходным дисперсным материалом, совершает пол­ный оборот за время, необходимое для заданной степени экстрагирования, и ав­томатически разгружается. Скорость вра­щения ротора можно регулировать в ши­роких пределах; тем самым регулируется время экстрагирования. Экстрагент пода­ют в каждую секцию; там он фильтруется сквозь слой материала, стекает в промежуточную емкость и вновь поступает на орошение противотоком на другую секцию.

К числу перспективных относится аппарат слоевого типа (рис. 22-10). В ци­линдрическую колонну 1 через нижний штуцер непрерывно поступает жидкость, которая фильтруется сквозь слой движущегося сверху вниз материала. Раствор высокой концентрации, поступающий в расширенную часть 2 колонны, которая играет роль сепаратора, через боковой штуцер покидает аппарат для дальнейшей переработки. Исходный твердый дисперсный материал непрерывно подают через загрузочную трубу и выводят снизу.

Аппарат может работать как в режиме плотного движущегося слоя, так и в режиме псевдоожиженного слоя. Отличительными его особенностями являются высокая объемная производительность, а также простота устройства.

Вопросы для самоконтроля

/. Что понимается под процессами растворения и экстрагирования в системе твердое тело-жидкость?

2. Запишите уравнения материального баланса для периодического и непрерывного процессов растворения.

3. Запишите уравнение кинетики растворения. Как определяют величины, входящие в это уравнение?

4. Как определяют время полного растворения в замкнутом аппа­рате при прямотоке и противотоке?

5. Запишите уравнения материального баланса процесса экстраги­рования растворенного вещества из твердого тела для прямо­точного и противоточного движения фаз.

6. Как определяют длину экстракционного аппарата для обеспече­ния заданной концентрации экстрагируемого вещества в твердом теле?

7. Покажите распределение концентраций в твердом теле при экстрагировании вещества из этого тела.

8. Как определяют полное экстрагирование твердого вещества?

9. Охарактеризуйте способы экстрагирования и растворения.

10. Опишите устройство, раскройте принцип действия аппаратов для растворения и экстрагирования из твердых тел.