Кинетика массопереноса и эффективность смесительно-отстойных и тарельчатых аппаратов в процессах жидкостной экстракции

• Автор: Камалиев, Тимур Сайфутдинович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА И ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССАХ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ
1.1 Многоступенчатые аппараты жидкостной экстракции и их место в различных отраслях промышленности

1.1.1 Обзор существующих схем промышленных отстойно-смесительных экстракторов

1.1.2 Гравитационные экстракторы без подвода внешней энергии

1 Л.З Экстракторы с подводом внешней энергии

1.2 Методы расчета гидродинамических характеристик жидкостных экстракторов

1.2.1 Определение скорости обтекания капли жидкости

1.2.2 Определение гидравлического сопротивления капель

1.3 Моделирование массоотдачи в аппартах жидкостной экстракции

1.4 Определение эффективности и расчет числа ступеней разделения в аппаратах жидкостной экстракции
1.5 Постановка задачи
Глава II. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА ПРИ СВОБОДНОМ
ДВИЖЕНИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В ЭКСТРАКЦИОННЫХ АППАРАТАХ
2.1 Характеристика ламинарного движения элементов дисперсной фазы в сплошной среде
2.2 Гидродинамические характеристики элементов дисперсной фазы при свободном движении
2.3 Гидродинамика и массоперенос на внешней поверхности пограничного слоя при ламинарном движении капли жидкости в сплошной среде

2.4 Решение уравнения переноса импульса на поверхности ламинарного пограничного слоя капли
2.5 Решение уравнения переноса массы на поверхности ламинарного пограничного слоя капли
2.6 Оценка параметров пограничного слоя
2.7 Расчет коэффициента массоотдачи на поверхности ламинарного пограничного слоя капли
2.8 Кинетика массопередачи на ступени жидкостного экстрактора
2.9 Эффективность массопереноса на ситчатой тарелке при экстракции ортофосфорной кислоты водой из смеси углеводородов
ГЛАВА III. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ В АППАРАТАХ С ПОДВОДОМ ВНЕШНЕЙ ЭНЕРГИИ
3.1 Характеристика движения фаз в аппаратах с перемешиванием
3.2 Гидродинамические характеристики элементов дисперсной фазы в аппаратах с перемешиванием
3.2.1 Интенсивность турбулентности в пограничном слое на поверхности дисперсной фазы
3.2.2 Скорость обтекания элементов дисперсной фазы и скорость на границе раздела фаз
3.2.3 Гидравлическое сопротивление элементов дисперсной фазы
3.3 Гидродинамика и массоперенос в пограничном слое на поверхности капли в аппаратах с перемешиванием
3.4 Решение уравнения переноса импульса в псевдоламинарном пограничном слое на поверхности капли
3.5 Решение уравнения переноса массы в псевдоламинарном пограничном слое на поверхности капли
3.6 Оценка параметров пограничного слоя
3.7 Расчет коэффициента массоотдачи в сплошной фазе
3.8 Определение концентрации в объеме сплошной фазы в аппаратах с
перемешиванием

3.9 Алгоритм расчета кинетики процесса жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием
ГЛАВА IV. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТОВ В ПРОЦЕССАХ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ
4.1 Эффективность ступенчатых противоточных жидкостных экстракторов
4.1.1 Уравнения для определения числа теоретических и действительных ступеней экстрагирования
4.1.2 Метод приближенного расчета числа ступеней экстрагирования
4.1.3 Определение числа ступеней разделения при экстракции фенола из сточных вод
4.1.4 Расчет противоточной экстракции по схеме «от ступени к ступени»
4.1.5 Математическое моделирование процесса противоточной экстракции брома из водного раствора четыреххлористым углеродом в смесительноотстойном экстракторе
4.1.6 Приближенный метод расчета числа действительных ступеней по заданным концентрациям извлекаемого компонента на концах экстрактора..
4.2 Эффективность колонных аппаратов в процессах жидкостной экстракции
4.2.1 Определение числа ступеней разделения при многоступенчатой экстракции уксусной кислоты из водного раствора
4.2.2 Метод расчета эффективности тарельчатого колонного экстрактора
4.2.3 Моделирование процесса экстракции фосфорной кислоты из углеводородного слоя водой в ситчатом колонном экстракторе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ II
ПРИЛОЖЕНИЕ III
ПРИЛОЖЕНИЕ IV

и собственные значения функции.
Используя обобщение гидродинамической аналогии, для расчета коэффициента массоотдачи в капле сферической формы с внутренним циркуляционным движением, при числах Рейнольдса Re < 200, можно воспользоваться формулой:
где 8Д - эффективная толщина диффузионного слоя, м; ср - численный коэффициент порядка единицы; Оу - коэффициент молекулярной диффузии
капле можно считать стационарным. Под стационарностью подразумевается автомодельность коэффициента массоотдачи к времени движения капли.
При описании массоотдачи в пограничном слое в переходной области изменения чисел Рейнольдса Яе > 200, необходимо учитывать молекулярный и турбулентный механизмы переноса. Однако не следует забывать, что крупные капли, как правило, дробятся на более мелкие. Поэтому турбулентный режим в каплях бывает в ограниченных случаях [69].
Сопротивление массопереносу в пограничном слое со стороны дисперсной фазы представим в виде:
где у - поперечная координата пограничного слоя; От - коэффициент турбулентной диффузии.
(1.27)
дисперсной фазы, м2/с; t - время, с.
В случае выполнения условия
процесс массоотдачи в

(1.28)