Полная версия

Главная arrow Техника arrow Гидравлика и теплотехника

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Равновесие при экстракции

Равновесие для систем жидкость-распределяемое вещество-жидкость следует закону распределения. Согласно этому закону, отношение равновесных концентраций распределяемого компонента между двумя фазами (и жидкими в том числе) при постоянной температуре есть величина постоянная. Эта величина, как уже было сказано выше, представляет собой коэффициент распределения

При представлении состава фаз в относительных массовых концентрациях уравнение равновесия имеет вид

При малых концентрациях х в растворе произведением (1ч-т)Х пренебрегают и уравнение равновесия приобретает вид

Если пренебречь взаимной растворимостью жидкостей, составляющих фазы G и L, то каждая из фаз будет представлять двухкомпонентный раствор. Линия равновесия в системе координат Y-X будет прямой.

На практике коэффициент равновесия не является величиной постоянной: он зависит не только от природы взаимодействующих веществ, температуры и давления, но и от концетрации. Поэтому линия равновесия в системе координат X-Yявляется кривой и строится по справочным данным, полученным из опыта. При частичной взаимной растворимости жидкостей каждая из жидких фаз представляет собой трехкомпонентный раствор, состав которого невозможно отложить на диаграмме в координатах у-х. Составы таких трехкомпонентных фаз удобно представлять в треугольной системе координат: в так называемой треугольной диаграмме. Правила применения треугольных диаграмм для анализа процессов экстракции приведены в технической литературе. Однако при проектировании и расчете экстракционных аппаратов ввиду их сложности приходится использовать допущение о взаимной нерастворимости распределяющих фаз.

Материальный баланс экстракции

Примем следующие обозначения: исходная смесь F состоит из распределяющей фазы L и распределяемого компонента М , состав компонента в фазе - х; другая распределяющая фаза представляет экстрагент G, состав распределяемого компонента в экстрагенте - у. Поскольку распределяемый компонент переходит из распределяющей фазы L в G, дифференциальное уравнение материального баланса имеет вид

Интегрируя уравнение в пределах от начальных концентраций до текущих у„-у и х„ - х, получим

В случае частичной взаимной растворимости фаз L и G их расходы уже не будут постоянными по высоте аппарата и, следовательно, отношение G/L будет переменной величиной. Поэтому рабочая линия процесса экстракции в системе координат у - х при частичной растворимости фаз не будет прямой линией.

Уравнение материального баланса по общим потокам имеет вид по распределяемому компоненту

где R - рафинат, представляет собой исходную смесь после извлечения распределяемого компонента; Е - экстракт - это экстрагент после поглощения распределяемого компонента.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>