33. Изобразите схему устройства и опишите действие одного из пульсационных экстракторов. С какой целью используют пульсации при жидкостной экстракции?

Рисунок 10.1 – Пульсационные экстракторы с тарелками (а) и насадкой (б):

1 – колонны; 2 – поршневые пульсаторы; 3 – тарелки; 4 – поверхности раздела фаз в отстойных зовах;

5 – насадка

Пульсации способствуют лучшему дроблению диспергируемой фазы на капли и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению времени пребывания диспергируемой фазы и ее задержки в колонне.

Пульсационный ситчатый экстрактор с тарелками (рис. 10.1, а) представляет собой обычную колонну 1 с ситчатыми тарелками, к которой присоединен пульсатор 2. По аналогии с насосами различают пульсаторы поршневые (плунжерные), мембранные, сильфонные и пневматические. Поршневой пульсатор – это бесклапанный поршневой насос, который присоединяется либо к линии подачи легкой фазы (рис. 10.1, а), либо непосредственно к днищу колонны.

С помощью пневматического пульсатора (рис. 10.1, б) при движении поршня 4 периодически изменяется давление воздуха или инертного газа над свободным уровнем жидкости камере 5, соединенной с насосом. Эти колебания давления, в свою очередь, вызывают колебательное движение жидкости в экстракционной насадочной колонне 3.

Отделение аппарата от пульсатора значительно облегчает обслуживание экстракционной установки в тех случаях, когда недопустимо соприкосновение обслуживающего персонала с обрабатываемыми жидкостями и требуется полная герметизация аппаратуры, например при работе с радиоактивными и ядовитыми растворами. В этом заключается специфическое и существенное достоинство пульсационных экстракторов, которые по интенсивности массопередачи и производительности близки к механическим экстракторам с мешалками.

Основной недостаток пульсационных экстракторов – ограниченность диаметра этих аппаратов (обычно не более 600–800 мм). С увеличением диаметра возрастают трудности гидродинамического характера (неравномерность распределения скоростей по сечению аппарата, возможность кавитации), а также резко увеличивается расход энергии на сообщение пульсаций большим объемам жидкости в аппарате.

34. Изобразите схему устройства и опишите действие адсорбера с кольцевым слоем поглотителя. Сопоставьте этот аппарат с адсорберами других типов.

Рисунок 11.1 – Абсорбер с кольцевым слоем поглотителя

Конструктивно такие адсорберы сложнее горизонтальных, но благодаря большому поперечному сечению шихты более компактны и имеют большую производительность при относительно невысоком гидравлическом сопротивлении.

Исходная смесь движется от периферии к центру, что способствует лучшему использованию адсорбента, так как по мере снижения концентрации целевого компонента в смеси уменьшается и площадь сечения слоя. Применяют для очистки газов от примесей, присутствующих в небольших количествах.

Периодические процессы адсорбции часто проводятся четырехфазным способом, при котором процесс проходит в четыре стадии.

Первая стадия – собственно адсорбция, т.е. насыщение поглотителя адсорбируемым компонентом. Парогазовая смесь подается в корпус аппарата через штуцер, проходит через слой поглотителя (на рисунке заштрихован) и выходит через штуцер.

Вторая стадия – десорбция поглощенного компонента из погло­тителя. Подача парогазовой смеси прекращается, и в аппарат подается водяной пар через барботер или через штуцер. Смесь паров десорбированного компонента и воды уда­ляется через штуцер. Конденсат пара отводится из аппарата после десорб­ции через штуцер или.

Третья стадия – сушка поглотителя. Перекрывается вход и выход водяного пара, после чего влажный поглотитель сушится горячим возду­хом, поступающим в аппарат через штуцер 2 и выходящим из аппарата через штуцер.

Четвертая стадия – охлаждение поглотителя. Прекращается подача горячего воздуха, после чего поглотитель охлаждается холодным воздухом, поступающим в аппарат также через штуцер; отработанный воздух удаляется через штуцер.

По окончании четвертой стадии цикл работы аппарата начинается снова. Загрузку и выгрузку поглотителя производят периодически через люки.