
- •1. Гідромеханічні процеси
- •2.Газоочищеня
- •3.Фільтрування
- •4. Перемішування
- •5.Псевдозрідження
- •6.Масообмін через напівпроникні перетинки (мембрани)
- •7.Основи масопереносу
- •8.Абсорбція
- •9.Перегонка рідин
- •10. Екстракція
- •11. Механічні процеси
- •1 Основи гідрокінетики
- •1.1 Загальні відомості
- •1.2 Класифікація рідких неоднорідних систем та гідромеханічних процесів.
- •1.3. Методи очищення неоднорідних систем
- •1.4 Матеріальний баланс гідромеханічних процесів
- •2 Газоочищення
- •2.1 Диференційне рівняння осадження частинок під дією сили тяжіння
- •2.2 Розв'язок диференційного рівняння з метою визначення швидкості осадження
- •2.3 Визначеннч швидкості осадження частинок пі дією сили тяжіння
- •2.4 Гравітаційне осадження . Визначення продуктивності газового відстійника
- •2.5 Розділення сумішей в полі відцентрових сил.
- •2.6 Циклонний процес.
- •Розрахунок циклонів
- •2.7 Осадження під дією електричного поля
- •3.Фільтрування Вступ
- •3.1 Кінетика фільтрування
- •3.2 Рівняння Нав'є-Стокса .
- •3.3Отримання чисел подібності з диференційного рівняння для рівномірного сталого руху рідини ,що не стискується
- •3.4 Знаходження швидкості осадження на основі рівняння подібності
- •3.5 Основного кінетичне рівняння фільтрації
- •3.6 Основне рівняння фільтрації
- •3.8 Режим постійної швидкості
- •3.9 Промивка осаду
- •4 Центрифугування
- •4.1 Класифікація центрифуг
- •4.2 Величина відцентрової сили
- •4.3 Фактор розділення в центрифугах
- •4.4 Розрахунок відстойної центрифуги
- •4.5 Розрахунок фільтруючих центрифуг
- •5. Перемішування
- •5.1 Перемішування в рідкій фазі
- •5.2 Отримання модифікованого критерія Ейлера та Рейнольдса
- •5.3 Робоча потужність
- •5.4 Потужність в пусковий період
- •5.5 Методика розрахунку потужності перемішувача
- •6 Псевдозріження твердого зернистого матеріалу
- •6.1 Використання процесів псевдозрідження
- •6.2 Гідродинамічна суть процесу псевдозрідження
- •6.3 Визначення еквівалентного діаметра каналу в зернистому шарі. Гідравлічний опір зернистого шару
- •6.4 Визначення швидкості початку псевдозрідження
- •7. Масообмін через напівпроникні перетинки (мембрани)
- •7.1. Найважливіші мембранні методи та межі їх застосування.
- •7.2 Функціональні характеристики мембран.
- •7.3 Кінетика процесів мембранного розділення сумішей.
- •8. Основи масопереносу
- •8.1 Загальні відомості про масообмінні процеси
- •8.2. Основне рівняння масопередачі
- •8.3 Рівняння лінії рівноваги
- •8.4 Матеріальний баланс масообмінних процесів
- •8.5 Рушійна сила масообмінних процесів
- •8.6 Модифіковане рівняння масопередачі
- •8.7 Визначення числа одиниць переносу
- •8.8 Основні закони масопередачі
- •8.9 Закон молекулярної дифузії (перший закон Фіна)
- •8.10 Диференційне рівняння молекулярної дифузії ( другий закон Фіка)
- •8.11 Закон масовіддачі ( закон Щукарева)
- •8.12 Диференційне рівняння масовіддачі ( конвективної дифузії)
- •8.13 Рівняння подібності конвективної дифузії.
- •8.14 Турбулентна дифузія
- •8.15 Вираження коефіцієнту масопередачі через коефіцієнти масовіддачі
- •8.16 Основи розрахунку масообмінних апаратів
- •8.16.2 Розрахунок висоти апаратів
- •9.1 Рівновага в процесах абсорбції
- •9.2 Кінетика процесу абсорбції
- •9.3 Матеріальний баланс і витрата абсорбенту
- •9.4 Тепловий баланс і температура абсорбенту
- •9.5 Принципіальні схеми абсорбції
- •10 Перегонка рідин
- •10.1 Характеристики двофазних систем рідина - пар
- •10.2 Ректифікація
- •10.2.1 Принцип ректифікації
- •10.2.2 Аналіз роботи ректифікаційних колон
- •10.2.3 Матеріальний баланс ректифікаційних колон
- •10.2.4 Рівняння робочих ліній
- •10.2.5 Побудова робочих ліній в діаграмі у-х
- •10.2.6 Тепловий баланс ректифікації
- •11 Екстракція
- •11.1 Рівновага в процесах екстракції
- •11.2 Представлення екстракції в діаграма х-у
- •11.3 Трикутна діаграма
- •11.4 Зображення процесів розведення на трикутній діаграмі
- •11.5 Процеси змішування в трикутній діаграмі, правило важіля
- •11.6 Крива рівноваги на трикутній діаграмі
- •11.7 3Находження хорд рівноваги і критичної точки
- •11.8 Види трикутних діаграм
- •11.9 Вплив температури на рівновагу
- •11.10 Матеріальний баланс екстракції
- •11.11 Кінетика екстракції
- •11.12 Принципові схеми екстракції
11 Екстракція
Вступ
Екстракція - вилучення одної або декількох розчинних речовин з однієї рідкої фази іншою, яка практично не змішується з першою.
Процес широко застосовується для вилучення цінних продуктів з розбавлених розчинів, а також для отримання концентрованих розчинів. Екстракція - це один з основних способів розділення рідких однорідних сумішей.
Рис. 11.0.1 Принципова схема поєднання процесів екстракції і ректифікації.
В більшості випадків екстракція використовується разом з ректифікацією. Нехай в розчиннику L розчинна розподіляюча речовин М, і концентрація розчину (вихідної суміші) незначна. Можна підібрати другий розчинник G (екстрагент) і очищений від речовини, що розподіляється, розчинник L (рафінат).
Оскільки витрата тепла на ректифікацію різко зменшується з ростом концентрації вихідної речовини, яка розділяється, в суміші, попереднє екстрагування дозволяє значно зменшити затрати тепла на розділення вихідної суміші.
Принципова схема поєднання і ректифікації показана на рис. 11 .0.1
11.1 Рівновага в процесах екстракції
Рівновага для систем рідина - речовина, що розподіляється, - рідина підлягає закону розподілення Відповідно до цього закону відношення рівноважних концентрацій розподіленої між двома рідкими фазами речовини при постійній температурі є величина постійна, вона називається коефіцієнтом розподілення.
Нехай фазами, що розподіляються, є G і L, а рівноважними концентраціями будують СG1 і СL1, СG2 і СL2, Cg3 і СL3 , Cg і СL , тоді за законом розподілення:
(11.1.1)
або
Cg=ψCl, (11.1.2)
де ψ - коефіцієнт розподілення.
В рівнянні (11.1.2) концентрація виражена в кг/м3. Якщо позначити концентрації речовини, що розподіляється в фазах, через у і х [в кг/кг інертної речовини(розчинника)] і позначити густини фаз G і L через ρG і ρl, рівняння (11.1.2) набуває вигляду:
(11.1.3)
де
(11.1.4)
Добутком (1+Ар)Х при малих концентраціях X можна знехтувати , тому
Yp = ApX (11.1.5)
11.2 Представлення екстракції в діаграма х-у
Якщо знехтувати взаємною розчинністю фаз G і L, то кожна з фаз буде являти двокомпонентний розчин. Тоді, відкладаючи рівноважні склади по осям координат х-у, згідно (11.1.5), отримуємо рівноважну лінію у вигляді прямої.
Але на практиці залежність (11.1.5) досить рідко відповідає рівновазі навіть в першому наближенні, так як коефіцієнт розподілення ψ в дійсності не є величиною постійною : він залежить не лише від природи взаємодіючих речовин, температури і тиску, але і від концентрацій. Тому лінія рівноваги в системі координат х-у має форму кривої Yp =f(x). Величина ψ визначається для кожного окремого випадку дослідним шляхом.