Содержание

Введение

1 Литературный обзор………………………………………………………………………………………………………………………………………….……..

1.1 Требования к экстрагентам……………………………………………………………………………………………………….…..……………

1.2 Насадочные колонные экстракторы…………………………………………………………………………………………….……………

1.3 Гравитационные насадочные экстракторы……………………………………………………………………………..……………

1.4 Пульсационные насадочные экстракторы……………………………………………………………………………….…..…………

1.5 Пульсационные экстракторы с пакетной насадкой КРИМЗ……………………………………………….…………

1.6 Безмембранная пневматическая система пульсации с золотниково -

распределительным механизмом………………………………………………………………………………………………………..………

2 Данные для расчета…………………………………………………………………………………………………………………………………………..……

3 Материальный расчёт……………………………………………………………………………………………………………………….……………………

4 Конструктивный расчёт…………………………………………………………………………………………………………………………………………

5 Прочностной расчёт…………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5.1 Выбор материала………………………………………………………………………………………………………………………………..………………

5.2 Расчёт цилиндрических частей корпуса……………………………………………………………………………..…………..……

5.3 Расчёт крышек………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………

5.4 Расчёт конических переходов…………………………………………………………………………………………………..…………………

5.5 Пробное давление………………………………………………………………………………………………………………………..….…………………

5.6 Подбор фланцев…………………………………………………………………………………………………………………………………..………………

5.7 Подбор штуцеров……………………………………………………………………………………………………………………………….……….………

5.8 Проверка необходимости укрепления отверстия под пульсационное колено…………..…………

5.9 Подбор опор……………………………………………………………………………………………………………………………………….……..……….…

5.10 Строповые устройства…………………………………………………………………………………………………………………..………………

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………

Литература……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…………..…

Введение

В последнее время процессы экстракции играют все большую роль в процессах извлечения, разделения и очистки веществ в химической, ра­диохимической, нефтехимической, химико-фармацевтической, гидроме­таллургической и других отраслях промышленности.

В технологии органических веществ процесс экстракции начал при­меняться с 1883 года, когда был запатентован метод концентрирования ук­сусной кислоты экстракцией ее этилацетатом. Широко процессы экстрак­ции используются при переработке каменноугольной смолы, для отделе­ния ароматических углеводородов от алифатических, при очистке масел, дизельного топлива, в производстве антибиотиков и других лекарственных препаратов.

В технологии неорганических веществ процесс экстракции приме­няют для извлечения меди из растворов выщелачивания, при разделении кобальта и никеля, для получения металлов высокой степени чистоты: ва­надия, бериллия, урана, тория, плутония и других металлов, для разделе­ния близких по своим свойствам элементов в технологии редких металлов: рубидия и цезия, циркония и гафния, ниобия и тантала, молибдена и вольфрама, редкоземельных элементов.

Становление атомной промышленности привело к интенсивному развитию экстракционной технологии. С использованием экстракционных процессов удалось решить проблемы комплексной переработки урановых руд, аффинажа урана, переработки облученного ядерного горючего и от­ходов химико-металлургического производства.

Экстракционные методы применяют также для опреснения воды, пе­реработки сбросных вод, для концентрирования веществ в системах, обра­зующих азеотропные смеси.

Экстракция успешно используется в аналитической химии, препара­тивной химии, как метод физико-химических исследований.

В общем случае экстракцией называют процессы извлечения какого - либо вещества из жидкой или твердой фазы в другую жидкую фазу - фазу растворителя - экстрагента, избирательно растворяющего извлекаемые ком­поненты. В более узком смысле слова экстракция - это жидкостная экс­тракция - массообменный процесс на поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей.

При контакте исходного водного раствора извлекаемого компонента с избирательным органическим растворителем - экстрагентом извлекаемый компонент переходит из исходного раствора в фазу экстрагента. После расслаивания фаз образуются два раствора: органический раствор извле­ченных из исходной смеси компонентов в экстрагенте, называемый экс­трактом, и водный раствор, обедненный извлекаемыми компонентами и содержащий некоторое количество экстрагента - рафинат.

Процесс экстракции выгодно отличается от других методов извлече­ния и разделения такими достоинствами, как высокая эффективность и избирательность; низкие рабочие температуры; рентабельность извлечения ценных компонентов и вредных примесей из разбавленных растворов: возможность разделения смесей, состоящих из близкокипящих компонен­тов и азеотропных смесей; возможность выгодного сочетания с ректифи­кацией, химическим осаждением; относительная простота аппаратурного оформления; возможность полной автоматизации ведения процесса.

В зависимости от способа осуществления контакта между исходным водным раствором и экстрагентом различают следующие разновидности процесса экстракции:

однократная экстракция, по которой исходный раствор одно­кратно обрабатывается всем количеством экстрагента с последующим раз­делением на экстракт и рафинат;

многократная экстракция перекрестным током, по которой ис­ходный раствор и рафинатные растворы обрабатываются на каждой ступени соответствующей порцией экстрагента;

противоточная экстракция, по которой обеспечивается многократное противоточное контактирование рафинатных и экстрактных рас­творов смежных ступеней. Противоточное экстрагирование обеспечивает полное разделение при высоком выходе рафината и значительно меньшем расходе экстрагента. Оно осуществляется либо в нескольких аппаратах ти­па «смеситель-отстойник», либо в колонных аппаратах.

Колонные экстракторы отличаются высокой производительностью, занимают сравнительно малую площадь, обеспечивают непрерывность процесса. Существует значительное количество разновидностей колонных аппаратов: гравитационные; распылительные, насадочные, тарельчатые: экстракторы с вводом энергии в контактирующие жидкости; роторные, роторно-дисковые, смесительные, смесительно-отстойные, пульсационные, вибрационные.

Колонные экстракторы с вводом энергии в контактирующие жидко­сти характеризуются наибольшей эффективностью или наименьшей высо­той эквивалентной теоретической ступени изменения концентрации, со­ставляющей обычно 0,25...0,50 м против 1...10 м для гравитационных ко­лонн.

Пульсационные колонные аппараты выгодно отличаются от других колонных экстракторов с вводом энергии в контактирующие жидкости от­сутствием движущихся частей в рабочей зоне, отсутствием внутренних подшипников, герметичностью, простотой монтажа и ремонта, поэтому они в последнее время находят в промышленности все большее примене­ние.

Расчету пульсационного насадочного колонного экстрактора с пакетной насадкой КРИМЗ посвящена данная работа.