故
水相传质系数为
水相传质单元高度为
对萃取过程,传质单元数为
对所研究的过程中, ; ,所以
因此当两相均为理想置换状态时,,塔操作区的高度
。为了确定包括纵向混合的塔高,用逐次逼近法求出传
质单元的表观高度。首先,求两相中纵向混合彼克列准数。
表现的传质单元高度可按下式计算
彼克列系数和
按下式计算
在逐次逼近时,忽略上式中的右边第二项,则得
求得传质单元表观高度的逼近值为
当取
时,相应的塔高为
因为转盘之间的距离
,所以这样高的塔应有塔盘数为
圆整塔盘数为22块,则传质区的高度
在计算液滴尺寸之初曾取塔德段数为20,若用
,则得到的平均液滴直径为
1.98mm,与时所得到的d值相差2.5%,这个误差在精度围之。因此,再重新计算萃
取塔液滴尺寸及其余各流体动力参数是没什么意义的,而且与塔高有关的分散相分传质系数基本上也不会改变。
3.2.6 澄清区尺寸
在转盘萃取塔中,操作区和澄清区的直径一般相同。 澄清区LIX984N液滴凝聚所需时间为
上澄清区的体积为
故上澄清区的高度为
在该萃取塔中,装盘区是发生强烈的液体运动的操作区。强烈运动的液体进入澄清区,使澄清区成为两部分,即澄清区本体和中间稳定区。前者进行相得分离,后者为澄清创造较好的条件。它的高度一般不小于塔径。据此,取沉降区总高度为为1.2m,上下两澄清区高度相同,均为1.2m。
3.2.7 反萃取设计
萃取剂经萃取塔流出后进入反萃取塔,反萃出铜离子。由于反萃取时所需要的温度压力等各项控制条件未知,所以无法进行反萃取塔的核算。
3.3 汽提塔物料衡算以及设备工艺设计
3.3.1 氨汽提空气需要量
萃取工段流出料液流量为降至
,温度为25℃,pH=11。拟将其中浓度由3
。其中,25℃时,氨的亨利常数,且进入汽提塔底的空气中不含
任何形态的氨。
下式中各符号说明见表3-3:
符号 物性 L 液体负荷率 单位 G 气体负荷率 ?G 气体 密度 ?L 密度 Cf ?L 液体动xB nB 的物质的量 nA 水的物质的量 液体 填料填充系数 力粘度 表3-3 汽提塔部分符号说明
(1)进出汽提塔液体中
摩尔分数
依据公式可求得进出塔的摩尔分数:
(2)离开汽提塔空气中
摩尔分数
(3)计算气-液比 因为
故
(4)空气和水的用量 对于25℃空气
对于25℃水 则气液比为
(5)理想条件下所需空气总量
3.3.2 汽提塔直径和高度的计算
汽提塔填料采用25mm包尔环填料。假设填充系数为50,气体系数为3,压降为
,则氨的
(1)汽提系数为3时的横纵坐标值
。
故算得
则
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