При применении чистого растворителя (у8 = 0) это выражение
упрощается:
Ф== — — — —
г К ~ .
-------- . и_ п *
(8 «30)
1 + % (1 - f a - b c 2 -*- . . .
+ а п 1)
Если, кроме того, поступающий твердый материал уже содер
жит такое же количество раствора, как и между ступенями, т. е.
Cj = а, получим:
Ф = .
I
(8.31)
1 + « + « ' + . . . - h o "
Необходимое число теоретических ступеней экстрагирования
п0 при постоянном отношении потоков flg = Сз = ... — а — const
можно определить по формуле:
п
0
— t = lg *R ~ ys ! \g У2~ Уа = \g Xi~ ys jig
V . (8.32)
0
8
- У г !
6 * 1 - * д
ё
xR - y e l
У ъ - У з
Это число можно определить графически, так же как для бинар
ной системы, на прямоугольной диаграмме в координатах у — х ',
*в
где х =
1
— х
.
т. е. масса твердого нерастворимого вещества
в расчете не участвует. Уравнение линии равновесия в этом случае
у * = х '\ уравнения рабочих линий легко выводятся из уравне
ний материальных балансов.
В общем случае расчет можно проводить с помощью треуголь
ной диаграммы {рис.
8
.
11
, б) или прямоугольной диаграммы в ко
ординатах Х'у Y ' — У , Z ' (рис. 8.11, в). Методика расчета анало
гична расчету для противоточной жидкостной экстракции.
,е
1
1
2
3
!
п
Рис* 3 .1 1 . П р о т и в о то зв о е э к с тр а ги р о в а н и е и з т в е р д о го т е п а .
Пример 8 .1 . Построить треугольную диаграмму фазового рав
новесия для системы вода— ацетон—хлорбензол. Необходимые
данны е взять и з табл. 8.1. Определить по диаграмме: а) содержа
ние воды и хлорбензола в водном слое с концентрацией ацетона
45% (масс.); б) состав равновесного с ним слоя хлорбензола; в)
количество ацетона, при добавлении которого перестанет расслаи
ваться смесь 0,11 к г хлорбензола и 0,09 кг воды.
Р е ш е н и е .
Вычерчиваем равносторонний
треугольник
(рис. 8.12). Находим на стороне
А С
точки
1
и
V
} соответствующие
первой строке табл. 8.1. Внутри треугольника находим точки
2
и
2 ',
соответствующие второй строке таблицы, и соединяем их от
резком прямой
2
—
2 ',
При отыскании точек внутри треугольника
сначала откладываем на стороне
А В
содержание ацетона в рас
творе, а затем п араллельно стороне
А С
— содержание хлорбензола.
После нахож дения всех точек соединяем их плавной кривой.
а) Ч ерез точку
а
на стороне
А В
проводим прямую
ab
п арал
лельно стороне
А С .
О трезок
ab
является геометрическим местом
точек, характеризую щ их смеси с содержанием ацетона 45% (масс.).
Н а пересечении отрезка
ab
с левой ветвью бинодальной кривой
находим точку
с,
характеризую щ ую состав водного слоя: 52,8%
(масс.) воды,
2
,
2
% (масс.) хлорбензола.
б) Д л я определения состава сосуществующей фазы через
точки
2, 2 \ 3, 3',
...,
7, 7 ‘
проводим прямые, параллельны е боко
вым сторонам треугольника, и точки их пересечения 2", 3", ..., 7"
соединяем плавной кривой. Затем через точку
с
проводим прямую,
параллельную стороне
В С ,
до пересечения с соединительной кри
вой в точке с", а и з точки
с"
— прямую, параллельную стороне
А В
,
до пересечения с бинодальной кривой. Точка
с
' является искомой.
Состав слоя: 54,9% (масс.) ацетона, 4,3% (масс.) воды, 40,8%
(масс.) хлорбензола.
Т а б л и ц а
8 .1
Равновесные составы сосуществующих фаз [в
%
(масс.)]
Водный слой
СлоП ялорбензола
сода
ацетон
хлорбензол
вода
ацетон
хлорбензол
99,89
0
0,11
0,18
0
99,82
89,79
10
0,21
0,49
10,79
88,72
79,69
20
' 0,31
0,79
22,23
76,98
69,42
30
0 ,58
1,72
37,48
60,80
58,64
40
1,36
3,05
49,44
47,51
46,28
50
3,72
7,24
59,19
33,57
27,41
60
12,59
22,85
61,07
15,08
25,66
60,58
13,76
25,66
60,58
13,76
Do'stlaringiz bilan baham: |