ВСТУП
В ходіхіміко-технологічного процесу хімічному перетворенню піддаютьсярізноманітні речовини, що володіють різними фізико-хімічними властивостями.Різноманітна і сама природа хімічної взаємодії. Цьому різноманіттювідповідає різноманіття хімічних реакторів. Хоча конструкція апарату івпливає на ступінь перетворення (конверсію) і селективність (вибірковість)процесу, сутність цього впливу визначається не власне конструкцією, апевною взаємозв'язком фізичних і хімічних факторів, необхідної дляуспішного протікання хімічних реакцій. Конструкція ж апарату єтільки засобом впливу на цю взаємозв'язок шляхом зміни швидкостіокремих фізичних і хімічних стадій процесу.
ОСНОВНІ ТИПИ промислові екстрактори І ОСОБЛИВОСТІПРОВЕДЕННЯ ПРОЦЕСУ В НИХ
Класифікація екстракторів
Для того, щоб обладнання для проведення екстрагування всистемі тверде тіло - рідина відповідало вимогам сучасноговисокоефективного виробництва (велика одинична потужність апарату при низькійвідносної металомісткості, глибоке витяг екстрагується речовини примінімальної тривалості процесу і т. д.), воно повинне забезпечувати протіканняпроцесу в умовах, найбільш близьких до протитоку при мінімальнихгідродинамічному опорі відносного руху фаз, співвідношеннявитрати мас екстрагента і твердих частинок, і сумарному внутрішньому, і зовнішньомудифузійному опорі.
Частинки, що піддаються екстрагуванню, дуже різноманітні пофізичним властивостям (щільності, консистенції, пружності, власноїпористості, диффузионному опору та ін), формою і будовою, причому цівластивості можуть істотно змінюватися в процесі. Великий і діапазон розмірівчастинок (від 10 -6 м до 10 -1 м). У зв'язку з великою різноманітністю фізичних властивостей матеріалів, що піддаються екстрагуванню,розмірів і форм частинок дуже різноманітні і конструкції екстракторів.
Класифікація їх може бути заснована на багатьох ознаках. Зарежиму роботу екстрактори діляться на періодичні, полунепреривного ібезперервні; за взаємною напрямку руху екстрагента і твердих частинок -на протиточні, прямоточні, з періодичним процесом, процесом повного(Ідеального) змішання, процесом в шарі і комбінованими процесами; по видуциркуляції - на екстрактори з одноразовим проходженням екстрагента, зрециркуляцією екстрагента і зрошувальні; по тиску в екстракторі - наатмосферні, вакуумні і працюють під тиском; за властивостями твердих частинок,беруть участь в процесі, - на екстрактори для крупнозернистих, дрібнозернистих,тонкодисперсних, пастоподібних, волокнистих і інших матеріалів.
Конструктивно основні типи екстракторів класифікуються занеоднорідним ознаками: за видом корпусу апарату - колонні і камерні; по видутранспортного органу - шнекові, лопатеві, щепним, ковшові, ротаційні,стрічкові; по розташуванню корпусу апарату - горизонтальні, вертикальні і похилі.
По гідродинамічному характером процесу, що протікає вапараті, екстрактори діляться на апарати з нерухомим шаром твердих частинок,рухомим шаром і киплячим (виваженим) шаром.
У назву апарату зазвичай входить один з перерахованих вищеознак, хоча в його конструкцій є й інші важливі конструктивніознаки, тому зазвичай назва апарата далеко не повно характеризує йогоосновні конструктивні особливості. Найбільш загальна класифікація екстракторівза конструктивним принципом включає такі їх типи: колонні, ротаційні,шнекові (двухшнековие похилі), зрошувальні, апарати з киплячим шаром, камерніі батарейні.
екстрактори Періодичні та ПОЛУПЕРІОДІЧЕСКОГО ДІЇ
Екстрактори періодичного і полуперіодіческого діївідносяться до недосконалого виду обладнання. Тим не менш у багатьох галузяхметалургійної, хімічної, целюлозно-паперової, фармацевтичної, харчової там'ясо - молочної промисловості вони досі мають досить широкепоширення. Якщо для деяких категорій одержуваних екстрактів і настоїв вокремих галузях фармацевтичної, харчової та м'ясо - молочної промисловості,де виробляються невеликі партії продукції досить численних найменувань,застосування періодичної апаратури можна вважати виправданим, то длябільшості перерахованих виробництв питання про перехід до безперервно діючимапаратам з режимом інтенсивного масообміну між фазами євинятково актуальним.
В якості основних типів екстракторів періодичногодії набули поширення камерні апарати (реактори) з механічним,пневматичним і пневмомеханічний перемішуванням, а також настою чани знерухомим шаром твердих частинок з циркуляцією (перколятора) і без циркуляціїекстрагента.
Камерні апарати (реактори) звичайно являють собою судинициліндричної форми з плоским або конічним днищем, виконані із звичайноїабо нержавіючої сталі і покриті всередині (якщо екстрагент являє собоюагресивне середовище) шаром або декількома шарами кислотоупорного матеріалу.
У гідрометалургії поширеніподібного роду реактори з пневмомеханічний перемішуванням (рис. 6.1) абопериферичними Аероліфт (рис. 6.2). При центральному Аероліфт пульпа (суміштвердих частинок і екстрагента) згрібається мішалкою до центральної труби, вяку подається повітря, піднімається по трубі догори, внаслідок меншоїщільності рідини, що містить повітряні бульбашки, і розтікається зверху пожолобах до периферії апарату. Потім частинки осідають на дно і знову згрібають доцентру апарату. Мішалка робить 2-4 об/хв.
У реакторах з периферичними Аероліфт повітря подається потрубкам 1 всередину труб 2, звідти пульпа потрапляє в центральну трубу 3 і потімна мішалку 4, за допомогою якої розкидається по перерізу апарату і зновупотрапляє в центральну трубу.
Апарати подібного типу мають зазвичай висоту від 2 до 4,5 м і відповідно діаметр від 2 до 9 м.
Процес в таких апаратах протікає як періодичний або,при з'єднанні декількох подібних апаратів в. вигляді каскаду реакторів, якнаближається до прямоточному.
Процес в таких апаратахпротікає мало інтенсивно, оскільки перемішування відбувається з дуже невеликоюшвидкістю і є умови для утворення згустків твердих частинок, в якіекстрагент мало або майже не проникає. Вельми повільним є і наступнийпроцес поділу твердих частинок і екстрагента. Крім того, цим апаратомвластиві всі зазначені вище недоліки періодичного (замкнутого) іпрямоточного процесів і відомі недоліки періодичного процесу взагалі.
Екстрагуванняв нерухомому (щільному) шарі частинок рідиною, що фільтрується через цей шар,виробляють в апаратах, які носять назву дифузорів, або перколятора.Конструктивно такі апарати є посудина циліндричної,конічної або прямокутної форми, що має в нижній частині помилковеперфоровані днище. Циркуляція екстрагента, фільтрують через шар,забезпечується насосом. великих розмірів для харчової та фармацевтичноїпромисловостей виконують з мішалками (рис. 6.3). Процес екстрагування вцих апаратах є періодичним.
Апаратималих обсягів для екстрагування в щільному шарі розташовуються зазвичайвертикально і мають комбіновану форму: в основній своїй частині -циліндричну і з одного або обох кінців - форму усіченого конуса (рис. 6.4і 6.5). Верхній отвір служить для завантаження апарату твердими частинками,нижнє - для вивантаження. До цих отворів щільно притискаються кришки за допомогоюспеціального механічного або гідравлічного пристрою.
Розділовесито може знаходитися над нижньою (рис. 6.5) або під верхньою (рис. 6.4) кришкамидифузора.
Послідовнез'єднання групи з 4-16 таких апаратів дозволяє проводити процесполуперіодіческі. При цьому він може протікати за двома схемами.
1.Певний період часу у всіх апаратах рідина нерухома, потімвідбувається просування екстрагента з апарату в апарат. Такий процес повиненрозглядатися як комбінований прямоточно-протиточний процес, і числонеобхідних апаратів або кінцеві параметри процесу повинно розраховуватися заалгоритмом.
2. Після підключеннячергового дифузора, зі свіжим матеріалом відразу ж починається рухекстрагента, яке переривається тільки ...
