Закон сохранения количества вещества

L m*_XIL + G m*_XIG = E m*_XIE + R m*_XIR

Где m*_XIL – массовая доля компонента I в экстрагенте;

m*_XIG – массовая доля компонента I в экстрактиве;

m*_XIE – массовая доля компонента I в экстракте;

m*_XIR – массовая доля компонента I в рафинате.

В практике ХТ БАВ, как отмечено выше, наиболее распространены процессы периодической многоступенчатой перекрёстноточной экстракции (многократной экстракции свежими порциями

экстрагента). В этом случае экстрагент не содержит целевых компонентов.

m*_XIJ (J¹I) =0

Следовательно, для любого компонента I в соответствии со сказанным о законе межфазного рас-

пределения можно записать

G m*_XIG = E m*_XIE + R m*_XIR

М_IE = f М_IG = Gm*_XIG f

М_IR = (1-f) М_IG = Gm*_XIG (1-f)

Где М_IE – масса, кг, - или расход, кг/с, – компонента I в экстрактиве;

М_IE – масса, кг, - или расход, кг/с, – компонента I в экстракте;

М_IR – масса, кг, - или расход, кг/с, – компонента I в рафинате;.

f - доля компонента I, распределяемая в экстракт; находят экспериментально

или по литературным данным.

8.4.2. КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ ЭКСТРАКЦИИ

Скорость экстракции определяется двумя факторами.

1. Коэффициентом массопередачи.

2. Удельной межфазной поверхностью.

- по фазе Х (экстрактив/рафинат)

- по фазе Y (экстракт)

где F* - удельная межфазная поверхность, м^-1;

K_X, K_Y - коэффициент массопередачи по фазе Х или по фазе Y, м/с.

МАССООТДАЧА И МАССОПЕРЕДАЧА.

Значения коэффициентов массопередачи можно приближённо вычислить по следующим формулам.

Массоотдача в дисперсной фазе.

1. Малые капли (без эффектов внутренней циркуляции)

Sh_в = 0,65 Re_d<200

Крупные капли (значимые эффекты внутренней циркуляции)

Sh_в = 0,32 Re_d^0,6 Re_d>200

Где Re_d = d_Kw_OC/n_C – критерий Рейнольдса для капли;

d_K – диаметр капли, м;

w_OC –скорость осаждения капли, м/с;

n_C – кинематическая вязкость сплошной среды, м²/с.

Sc_d = n_d/D_d – критерий Шмидта для капли;

n_d – кинематическая вязкость дисперсной фазы, м²/с.

D_d – коэффициент молекулярной диффузии в дисперсной фазе, м²/с.

Sh_в = b_dd_K/D_d – критерий Шервуда для капли ;

b_d - коэффициент массоотдачи для капли, м/с.

h_d h_C – динамическая вязкость дисперсной фазы и сплошной среды, Па.с.

Скорость осаждения капель в условиях стеснённого движения можно найти, например, из уравнения

Адамара-Рыбчинского

W_OC =

Где - разность плотностей фаз, кг/м³.

Массоотдача в сплошной фазе

Для сплошной фазы коэффициент массотдачи выражается известной формулой Фросслинга

Sh_С = 2 + 0,76 Re_d^0,5 Sc_C^0,33

Где Sc_С = n_С/D_С – критерий Шмидта для сплошной среды;

Sh_в = b_Сd_K/D_С – критерий Шервуда для сплошной среды.