Кинетика массопереноса и эффективность смесительно-отстойных и тарельчатых аппаратов в процессах жидкостной экстракции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Камалиев, Тимур Сайфутдинович

• Камалиев, Тимур Сайфутдинович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Камалиев, Тимур Сайфутдинович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

5

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА И ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССАХ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

1.1 Многоступенчатые аппараты жидкостной экстракции и их место в различных отраслях промышленности

1.1.1 Обзор существующих схем промышленных отстойно-смесительных экстракторов

1.1.2 Гравитационные экстракторы без подвода внешней энергии

1.1.3 Экстракторы с подводом внешней энергии

1.2 Методы расчета гидродинамических характеристик жидкостных экстракторов

1.2.1 Определение скорости обтекания капли жидкости

1.2.2 Определение гидравлического сопротивления капель

1.3 Моделирование массоотдачи в аппартах жидкостной экстракции

1.4 Определение эффективности и расчет числа ступеней разделения в аппаратах жидкостной экстракции

1.5 Постановка задачи

Глава II. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ В ЭКСТРАКЦИОННЫХ АППАРАТАХ

2.2 Гидродинамические характеристики элементов дисперсной фазы при

2.3 Гидродинамика и массоперенос на внешней поверхности пограничного

сплошной среде

50

свободном движении

52

слоя при ламинарном движении капли жидкости в сплошной среде

54

2.4 Решение уравнения переноса импульса на поверхности ламинарного пограничного слоя капли

2.5 Решение уравнения переноса массы на поверхности ламинарного пограничного слоя капли

2.6 Оценка параметров пограничного слоя

2.7 Расчет коэффициента массоотдачи на поверхности ламинарного пограничного слоя капли

2.8 Кинетика массопередачи на ступени жидкостного экстрактора

2.9 Эффективность массопереноса на ситчатой тарелке при экстракции ортофосфорной кислоты водой из смеси углеводородов

ГЛАВА III. КИНЕТИКА МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ В АППАРАТАХ С ПОДВОДОМ ВНЕШНЕЙ ЭНЕРГИИ

3.1 Характеристика движения фаз в аппаратах с перемешиванием

3.2 Гидродинамические характеристики элементов дисперсной фазы в аппаратах с перемешиванием

3.2.1 Интенсивность турбулентности в пограничном слое на поверхности дисперсной фазы

3.2.2 Скорость обтекания элементов дисперсной фазы и скорость на границе раздела фаз

3.2.3 Гидравлическое сопротивление элементов дисперсной фазы

3.3 Гидродинамика и массоперенос в пограничном слое на поверхности капли в аппаратах с перемешиванием

3.4 Решение уравнения переноса импульса в псевдоламинарном пограничном слое на поверхности капли

3.5 Решение уравнения переноса массы в псевдоламинарном пограничном слое на поверхности капли

3.6 Оценка параметров пограничного слоя

3.7 Расчет коэффициента массоотдачи в сплошной фазе

3.8 Определение концентрации в объеме сплошной фазы в аппаратах с

перемешиванием

3

3.9 Алгоритм расчета кинетики процесса жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием

ГЛАВА IV. ЭФФЕКТИВНОСТЬ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТОВ В ПРОЦЕССАХ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

4.1 Эффективность ступенчатых противоточных жидкостных экстракторов

4.1.1 Уравнения для определения числа теоретических и действительных ступеней экстрагирования

4.1.2 Метод приближенного расчета числа ступеней экстрагирования

4.1.3 Определение числа ступеней разделения при экстракции фенола из сточных вод

4.1.4 Расчет противоточной экстракции по схеме «от ступени к ступени»

4.1.5 Математическое моделирование процесса противоточной экстракции брома из водного раствора четыреххлористым углеродом в смесительно-отстойном экстракторе

4.1.6 Приближенный метод расчета числа действительных ступеней по заданным концентрациям извлекаемого компонента на концах экстрактора

4.2 Эффективность колонных аппаратов в процессах жидкостной экстракции

4.2.1 Определение числа ступеней разделения при многоступенчатой экстракции уксусной кислоты из водного раствора

4.2.2 Метод расчета эффективности тарельчатого колонного экстрактора

4.2.3 Моделирование процесса экстракции фосфорной кислоты из углеводородного слоя водой в ситчатом колонном экстракторе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ II

ПРИЛОЖЕНИЕ III

ПРИЛОЖЕНИЕ IV

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кинетика массопереноса и эффективность смесительно-отстойных и тарельчатых аппаратов в процессах жидкостной экстракции»

ВВЕДЕНИЕ

В химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, при разделении жидких смесей, наряду с процессами ректификации, широкое применение находят процессы жидкостной экстракции. Жидкостная экстракция применяется при разделении близкокипящих и азеотропных смесей, веществ, чувствительных к повышенным температурам, извлечении компонентов из сильно разбавленных растворов, получении токсичных или особо ценных компонентов, когда невозможно или нецелесообразно разделение компонентов способом ректификации или выпаривания.

Механизмы массопередачи в системах жидкость-жидкость по-прежнему недостаточно хорошо изучены и математически описаны, несмотря на широкий круг отечественных и зарубежных публикаций. Большой вклад в исследование гидродинамики, массо- и теплообмена в дисперсных потоках при экстракции в системах жидкость-жидкость внесли отечественные исследователи Левич В.Г., Броунштейн Б.И., Фишбейн Г.А., Железняк A.C., Щеголев В.В., Розен A.M., Дильман В.В. и др.

Основные сложности, с которыми сталкиваются исследователи при описании массообменных процессов, связаны с расчетом кинетических величин. Для определения кинетических параметров процесса, характеризующих скорость массопередачи, в большинстве случаев применяются эмпирические и полуэмпирические зависимости или приближенные модели, существенно упрощающие действительную картину протекания процесса и имеющие ограниченную область применения. Использование эмпирических зависимостей при проектировании аппаратов ограничено условиями проведения экспериментов и приводит к появлению масштабного эффекта, возникающего при переходе от лабораторного макета к промышленному аппарату. Поэтому разработка математических моделей, описывающих процесс разделения в аппаратах жидкостной экстракции в

зависимости от конструкции, технологических параметров аппарата, является одной из актуальных задач.

О разделительной способности экстракционных аппаратов можно судить по качеству получаемого на выходе установки очищенного раствора. Добиться необходимой степени очистки можно путем подбора числа ступеней разделения. Поэтому при проектировании многоступенчатых промышленных экстракционных установок, большое внимание уделяется расчету числа действительных ступеней разделения или высоты аппарата. Наиболее простым методом расчета числа ступеней экстракторов является метод, аналогичный обычно используемому при расчете абсорбционных и ректификационных колонн. В соответствии с этим методом число действительных ступеней разделения определяется в виде отношения числа теоретических ступеней и эффективности колонны. Использование существующих моделей эффективности, эмпирических зависимостей, а также применение их в программных пакетах для расчета колонны не гарантирует получения достоверных результатов при проектировании, что приводит в процессе эксплуатации установки к существенным отклонениям составов продуктов на выходе от заданных значений. Процесс расчета усложняется и появляется новая задача, заключающаяся в разработке альтернативного метода расчета числа ступеней.

В данной работе, на основе модели ламинарного пограничного слоя, образующегося на поверхности частиц с подвижной границей раздела в аппаратах со свободным движением дисперсной фазы, и концепции псевдоламинарного пограничного слоя, образующегося на элементах мелкодисперсной жидкой фазы в аппаратах с перемешиванием, проводится решение нестационарной задачи массопереноса, предлагается метод определения кинетических параметров процесса. Предложенная замкнутая математическая модель позволяет получить кинетические характеристики массопереноса на каждой ступени в зависимости от конструктивных и

технологических параметров аппарата и рассчитать количество действительных ступеней разделения.

Для определения числа действительных ступеней разделения вводится понятие относительной степени извлечения компонента на ступени. На основе среднего значения степени извлечения компонентов сплошной и дисперсной фазы определяется число действительных ступеней разделения, в зависимости от заданных концентраций извлекаемого компонента в исходном растворе и экстрагенте на входе и выходе установки.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

В первой главе проводится анализ существующего аппаратурного оформления процессов жидкостной экстракции, их преимущества и недостатки, области промышленного применения. Рассматриваются существующие методы определения основных гидродинамических характеристик процесса жидкостной экстракции: скорость обтекания капель в поле силы тяжести и при перемешивании, гидравлическое сопротивление частиц, а также вопросы, связанные с расчетом кинетических параметров процесса, определением эффективности и числа ступеней разделения экстракционных аппаратов. Формулируется задача исследования.

Во второй главе рассматривается модель нестационарного массопереноса в экстракторах со свободным движением дисперсной фазы. Приводятся и решаются уравнения переноса импульса и массы на внутренней и внешней поверхности ламинарного пограничного слоя капли, определяются коэффициенты массоотдачи и массопередачи, находится концентрация экстрагируемого компонента. Получена замкнутая математическая модель для расчета эффективности ступени тарельчатого жидкостного экстрактора. Достоверность результатов подтверждается сравнением полученных данных с результатами экспериментальных исследований других авторов.

В третьей главе решаются уравнения переноса импульса и массы на

поверхности капли в псевдоламинарном пограничном слое при жидкостной

7

экстракции в аппарате с перемешиванием, приводится алгоритм решения нестационарной задачи массопереноса. По аналогии со второй главой, решаются нестационарные уравнения переноса импульса и массы при турбулентном режиме движения сплошной фазы, рассчитываются толщины динамического и диффузионного пограничных слоев, определяются кинетические параметры процесса и концентрация экстрагируемого вещества. Достоверность результатов подтверждается сравнением полученных данных с результатами экспериментальных исследований и расчетов других авторов.

В четвертой главе предлагаются методы расчета эффективности многоступенчатых аппаратов на основе моделей ламинарного и псевдоламинарного пограничного слоя, рассмотренных во второй и третьей главах. Предлагаются способы определения числа действительных и теоретических ступеней разделения по заданным концентрациям извлекаемого компонента на входе и выходе экстрактора - точный, по схеме «от ступени к ступени», позволяющий отдельно оценивать эффективность каждой ступени, и приближенный, основанный на расчете ступени со средними параметрами процесса.

В приложении к диссертации приведены расчеты гидродинамических и кинетических параметров рассмотренных процессов жидкостной экстракции при решении стационарной и нестационарной задачи массопереноса в аппаратах различной конструкции.

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА И ЭФФЕКТИВНОСТИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫХ АППАРАТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ПРОЦЕССАХ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

В данной главе приводится обзор существующих конструкций промышленных аппаратов жидкостной экстракции, их преимущества и недостатки, области промышленного применения. Проводится обзор методов определения основных гидродинамических характеристик процесса жидкостной экстракции - скорости обтекания элементов дисперсной фазы в поле силы тяжести и при перемешивании, гидравлического сопротивления частиц. Рассматриваются вопросы, связанные с расчетом кинетических параметров процесса, определением эффективности и числа ступеней разделения экстракционных аппаратов. Предлагается метод расчета аппаратов жидкостной экстракции.

1.1 Многоступенчатые аппараты жидкостной экстракции и их место в различных отраслях промышленности

В промышленности процессы экстракции представлены достаточно широким кругом аппаратурного оформления. Существует несколько критериев, согласно которым можно классифицировать устройство и принцип действия экстракционных установок. В частности, многочисленные виды экстракционных аппаратов в зависимости от вида контакта между жидкими фазами можно разделить на 2 основные группы [1, 2]:

1. Ступенчатые - экстракторы, состоящие из отдельных ступеней, в которых жидкости смешиваются. Изменение состава фаз происходит скачкообразно, от ступени к ступени. При этом происходит экстракция (смешение жидкостей) на ступени, затем жидкости разделяются и отдельно выводятся из ступени (смесительно-отстойные экстракторы).

2. Дифференциально-контактные экстракторы - аппараты, в которых жидкости, движущиеся противотоком по отношению друг к другу,

непрерывно взаимодействуют. Изменение состава фаз происходит практически непрерывно.

В зависимости от источника энергии, используемой для диспергирования одной фазы в другой и перемешивания фаз, экстракторы каждой из вышеуказанных групп могут быть подразделены на аппараты, в которых диспергирование осуществляется за счет собственной энергии потоков (без введения дополнительной энергии извне), и аппараты с введением внешней энергии во взаимодействующие жидкости [2].

Кроме того, согласно принципу организации процесса, все экстракторы могут быть разделены на периодически и непрерывно действующие.

1.1.1 Обзор существующих схем промышленных отстойно-смесительных

экстракторов

Смесители-отстойники с механическим перемешиванием фаз - один из наиболее распространенных типов экстракторов [3]. Это объясняется их конструктивной простотой, достаточно высокой эффективностью и технологической гибкостью. Каждая ступень смесительно-отстойного экстрактора состоит из зоны смешения или смесителя, где происходит перемешивание жидкостей до состояния, близкого к равновесному, и зоны отстаивания или отстойника, предназначенного для механического разделения полученных продуктов.

Процесс можно проводить периодически или непрерывно. В периодическом процессе один и тот же аппарат служит одновременно для смешения и отстаивания. В непрерывном процессе, как правило, смешение и отстаивание производят в разных аппаратах. Выделение зон смешения и отстаивания позволяет интенсифицировать каждую из этих стадий рабочего процесса и значительно повысить удельную производительность экстракторов

[4].

Ступени аппарата могут располагаться в одной горизонтальной плоскости или устанавливаться в виде каскада. Типичная схема устройства

смесительно-отстойного экстрактора с горизонтальным размещением ступеней показана на рис. 1.1. Для простоты понимания принципа работы на рисунке приведены только две ступени аппарата.

■Z,

АЛ

Т^ГчК г

Вторая ступень

л'1

iii.-'.-f^

А

.z

Первая ступень

2 _/

т-

Ш E^SjJ

в 1

Рис. 1.1. Схема смесительно-отстойного экстрактора: 1 - смеситель; 2 -отстойник; а - легкая фаза; б - тяжелая фаза; в - конечный продукт (тяжелая фаза); г - конечный продукт (легкая фаза).

Для того чтобы уменьшить производственную площадь, занимаемую

аппаратами, и избавиться от промежуточных трубопроводов применяют

компактные ящичные экстракторы. Данный класс экстракторов нашел широкое

применение в промышленности, в частности, при экстракции радиоактивных

элементов из растворов.

Тяжелая

« . жидкость Ргииркуляция

легкой жидкости

А

Тяжелая -ч|| жидкость

-ifrJBbfl;

Легкая тдкость

Рис. 1.2. Схема ящичного смесительно-отстойного экстрактора [5]: 1 -смеситель; 2 — отстойник.

Существует много конструкций ящичных экстракторов; их описание

можно найти в [6]. Одна из конструкций ящичного экстрактора («Pump-Mix»

или КАРЬ-ех1:гас1:ог [7]) показана на рис. 1.2. В этом экстракторе все ступени расположены в общем корпусе прямоугольного сечения, смесители и отстойники имеют общие плоские стенки. Конструктивные особенности аппаратов подробно описаны в [7-9].

Ш _ п V

Рис. 1.3. Экстрактор Керра-Мак-Ги для извлечения урана: 1 - смеситель; 2 - отстойник; I - исходный водный раствор; II, III - рафинат; IV, V - экстракт; VI - экстрагент; VII - воздух.

Более экономичный вариант экстрактора представлен на рис. 1.3. На

рисунке схематически показаны две ступени четырехступенчатых

экстракторов. Внутри цилиндрических деревянных отстойников находятся

смесители из нержавеющей стали. Подобные модели экстракторов

применяются для извлечения урана на заводе «Kerr-McGee Oil Industries» в

Шипроке (Ныо-Мексико) [10, 11].

а 6

Рис. 1.4. Экстрактор Керра-Мак-Ги для (а) реэкстракции урана и (б) извлечения ванадия: а) 1 - смеситель; 2 - отстойник; I - экстракт из экстрактора; II - реэкстрагирующий водный раствор; III - экстрагент на экстракцию урана; IV - водный раствор урана; б) I - водная фаза; II -органическая фаза.

Уран и другие металлы выделяют из экстракта обработкой водным

раствором соды в двухступенчатом смесительно-отстойном экстракторе, одна

из ступеней которого показана на рис. 1.4, а. Для удаления небольших количеств гидроокисей титана и железа, осаждающихся из раствора, отстойники имеют конические днища. На рис. 1.4, б показан в плане аппарат для экстракции ванадия, установленный на том же заводе. Внутри емкости размещены четыре ступени смесительно-отстойного каскада.

Определенный интерес для химической и перерабатывающей промышленности представляет непрерывнодействующий экстрактор противоточного типа «Витро». Подобные экстракторы используются для извлечения урана на заводе в Солт-Лэйк-Сити (Юта). Особенностью их конструкции является то, что смешение и отстаивание производят в одном аппарате (рис. 1.5) [12, 13].

Ж

Рис. 1.5. Экстрактор Витро для извлечения урана: I, III органическая фаза; II, IV - водная фаза.

Рис. 1.6. Экстрактор Отмера

[14].

Примером вертикального аппарата смесительно-отстойного типа может

служить экстрактор Отмера (рис. 1.6). Его особенность заключается в том, что

жидкости в смесительном пространстве перемешиваются двумя пропеллерами,

расположенными на одном валу, но работающими в противофазе и

направляющими потоки жидкости в противоположные стороны. Вследствие

этого создается интенсивная турбулентность в зоне смешения. Из зоны

смешения легкая фаза поднимается через конусную насадку в зону смешения,

13

расположенную выше, а тяжелая фаза опускается в пространство между конусом и корпусом колонны и через отверстия в конусе поступает в зону смешения, расположенную ниже [15].

В работах [6, 14, 16, 17] приводятся описания других конструкций смесительно-отстойных экстракторов и показатели работы некоторых экстракционных установок.

1.1.2 Гравитационные экстракторы без подвода внешней энергии

Аппараты, в которых взаимно нерастворимые жидкости движутся противотоком и непрерывно взаимодействуют друг с другом, минуя стадии периодического отстаивания и физической сепарации, можно сконструировать для получения практически любого числа теоретических ступеней разделения. Противоточное движение контактируемых жидкостей осуществляется под действием разности их плотностей. Если жидкости движутся в поле силы тяжести, экстракторы представляют собой вертикальные колонны [1].

Скорость массопередачи в таких аппаратах определяется коэффициентом массопередачи или высотой единицы переноса (ВЕП). Высоту аппарата можно установить с помощью высоты, эквивалентной теоретической ступени разделения (ВЭТС). Для увеличения скорости экстракции и, следовательно, уменьшения необходимой высоты аппарата, внутреннюю конструкцию гравитационных экстракторов стараются усложнить. Но зачастую указанная цель достигается в результате снижения производительности на единицу площади поперечного сечения экстрактора. Ниже приведены конструкции и принципы действия гравитационных экстракторов различных типов.

Распылительные колонны — простейшие экстракторы, в которых диспергируется одна из жидкостей. Распылительные экстракторы представляют собой полые колонны, внутри которых имеются устройства для ввода и вывода легкой и тяжелой фаз. В свободной (рабочей) зоне колонны отсутствуют внутренние устройства, поэтому сплошная фаза в ней может свободно циркулировать в вертикальном направлении (продольное перемешивание).

На рис. 1.7, а приведена распылительная колонна, в которой диспергируется легкая фаза. Высота уровня раздела фаз регулируется при помощи гидравлического затвора 3. Уменьшение высоты гидрозатвора приводит к понижению уровня раздела фаз 1. При некотором положении гидрозатвора уровень раздела фаз перемещается в нижнюю часть аппарата и в колонне начинает диспергироваться тяжелая фаза (рис. 1.7, б). Кроме того, высота гидрозатвора может быть выбрана такой, что уровень раздела фаз будет находиться в средней части аппарата (рис. 1.7, в). Такой способ регулирования положения уровня раздела фаз используется в лабораторных и пилотных установках.

2 * Ш

t

Ш

t

ш

и

п

ш а

27

ш

б

h

Ж I п

I ♦ I

UT-i

ш в

Рис. 1.7. Распылительный колонный экстрактор [1]: 1 -уровень раздела фаз; 2 - слой легкой фазы; 3 - гидравлический затвор; 4 -место установки регулирующего вентиля; I, III - легкая фаза; II, IV -тяжелая фаза.

\ { *

Ж г П

Рис. 1.8. Распылительная колонна Элджина [1] (пат. США №2364892, 1944 г.): I - легкая фаза; II - тяжелая фаза.

Увеличение скорости движения легкой фазы может привести к возрастанию частоты образования и стесненности движения капель, что повлечет за собой увеличение объемной доли дисперсной фазы в аппарате и дальнейший ее унос. Возрастание уноса приводит, в конечном счете, к нарушению противотока и захлебыванию колонны. Захлебывания

распылительной колонны можно избежать, если предусмотреть в ее конструкции плавный, с минимальными возмущениями, ввод сплошной фазы и по возможности устранить в ней стеснение поперечного сечения потоков сплошной и дисперсных фаз. Этим требованиям отвечает конструкция распылительной колонны, предложенная Элджиным и Блендингом [18, 19], схематично изображенная на рис. 1.8.

Распылительные экстракторы находят свое применение в химической и добывающей промышленности. Вследствие отсутствия в рабочей зоне распылительных экстракторов внутренних устройств эти аппараты применяют для обработки жидкостей, содержащих твердые взвеси. Например, в распылительных экстракторах цирконий и гафний разделяют экстракцией из их растворов в тиоциановой кислоте, причем в указанных растворах возможно образование твердых полимеров тиоциановой кислоты [1].

Колонны с перегородками или полочные колонные экстракторы — представляют собой колонны с тарелками-перегородками различной конструкции. Они имеют цилиндрический корпус, внутри которого расположены горизонтальные перегородки, не перекрывающие всего сечения колонны. Перегородки имеют форму глухих тарелок с закраинами и сегментными вырезами, либо форму чередующихся дисков с вырезами и колец, расположенных по оси аппарата.

Перегородки в колоннах устанавливают для того, чтобы уменьшить циркуляцию жидкости в вертикальном направлении, возникающую в полой колонне, и в то же время увеличить продолжительность пребывания в колонне дисперсной фазы [1].Типичные экстракторы этого типа приведены на рис. 1.9.

Колонны с перегородками применяют очень давно, в частности, в процессах экстракции уксусной кислоты из подсмольных вод и растворов, используемых в производстве ацетатного шелка. Кроме того их применяют в некоторых процессах очистки нефти. Краткие сведения о подобных установках и их применении можно найти в обзоре Морелло и Поффенбергера [16].

Рис. 1.9. Колонны с перегородками (Vulcan Capper and Supply Co.): a -направление потоков от стенки к стенке; 6 - то же от центра к центру; I, II -тяжелая жидкость; III, IV - легкая жидкость.

Насадочные колонные экстракторы - представляют собой аппараты,

заполненные насадкой, которая уменьшает продольное перемешивание и способствует дроблению дисперсной фазы, что приводит к возрастанию скорости массопередачи. Проходя через насадку, капли жидкости многократно коалесцируют и вновь дробятся. Их окончательная коалесценция и образование слоя дисперсной фазы происходит в отстойной зоне колонны на выходе из слоя насадки. Соответственно в одной из отстойных зон (верхней или нижней) поддерживается уровень поверхности раздела фаз [2].

На этапе проектирования колонн важную роль играет выбор типа и материала изготовления насадки. В большинстве аппаратов используются стандартные типы насадок, широко применяющиеся в колонных массообменных процессах, например, кольца Рашига, кольца Лессинга и Паля, седла Берля, хордовые насадки.

В насадочных колоннах можно достигнуть степени извлечения, соответствующей нескольким теоретическим ступеням разделения. Поэтому данные аппараты используют почти во всех промышленных экстракционных процессах [1].

Ситчатые экстракторы — представляют собой колонны, в которых одна из жидких фаз, например легкая, многократно диспергируется и коалесцирует, проходя через отверстия установленных в колонне ситчатых тарелок. Важным преимуществом аппаратов этого типа является уменьшение в них обратного перемешивания в результате секционирования колонны и рост скорости экстракции вследствие многократного редиспергирования одной из жидкостей.

Рис. 1.10. Экстрактор с Рис. 1.11. Колонна Коха (Koch

перфорированными тарелками для Engineering Со, Inc.): а, е - сливное диспергирования легкой фазы: 1 - устройство; б, в - отверстия; г -основная поверхность раздела; 2 - свободное пространство; д граница коалесценции дисперсной вертикальная пластина; I, И -фазы; 3 - перфорированная тарелка; тяжелая жидкость; III, IV - легкая 4 - слив; I, III - тяжелая фаза; II, IV - жидкость, легкая фаза.

Известно очень много конструкций экстракторов с ситчатыми тарелками. На рис. 1.10 показана ситчатая колонна, предложенная Харрингтоном [20],

снабженная горизонтальными перфорированными тарелками, по которым стекает сплошная фаза. Приведенная колонна может использоваться для диспергирования как легкой, так тяжелой жидкости. Аппараты этого типа относительно небольшого диаметра находят широкое применение в процессах нефтеочистки и в нефтехимической промышленности. Успешно применяются колонны [21, 22], в которых перфорированные тарелки заменены сетками из тонкой проволоки. Кроме того, в процессах нефтепереработки и смежных с ними успешно используют колонну Коха (рис. 1.11) с вертикальными перфорированными тарелками [23-25].

Основные требования к конструкции тарелок, связанные с необходимостью свободного истечения дисперсной фазы из отверстий тарелки, освещены в литературе [26, 27].

1.1.3 Экстракторы с подводом внешней энергии

В современной промышленности все более широкое применение находят интенсификационные колонные экстракторы с подводом внешней энергии -роторные, пульсационные, вибрационные. Благодаря подводу энергии удается добиться дробления капель, существенного снижения поперечной неравномерности, увеличения удельной поверхности контакта фаз и уменьшения высоты ступени. Типичными представителями такого типа экстракторов являются роторно-кольцевые и роторно-дисковые экстракторы.

Ротор}ю-колъцееые экстракторы - являются наиболее простыми из всех экстракторов с механическим перемешиванием фаз. Аппарат представляет собой неподвижный внешний цилиндр, в котором вращается концентрически расположенный внутренний цилиндр. Взаимодействие жидкостей происходит в кольцевом пространстве между цилиндрами. Схема одного из таких экстракторов [28, 29] приводится на рис. 1.12.

При вращении ротора со скоростью, большей критической, в роторно-кольцевом экстракторе образуются вихри с осями, направленными тангенциально к вращающемуся цилиндру и перпендикулярно к его оси [30].

Диспергируемая жидкость увлекается вихрями и разрушается ими с образованием мелких капель [31]. При этом необходимо, чтобы материал стенок, ограничивающих кольцевое пространство, предпочтительно смачивался сплошной фазой [28].

Ь-7

-Л

-г ■з

X

Рис. 1.12. Схема роторно-кольцевого экстрактора: 1 неподвижная гильза для

предотвращения возмущения

границы раздела фаз; 2 - ротор; 3 -кольцевое пространство; I - легкая

Рис. 1.13. Схема роторно-дискового колонного экстрактора: 1 корпус; 2 - кольцевые перегородки; 3 - ротор; 4 - привод; 5, 6 - отстойные зоны; 7 -распределитель легкой фазы.

жидкость; II - тяжелая жидкость.

Роторно-кольцевые экстракторы представляют интерес для применения в

атомной промышленности, ввиду простоты своего устройства и возможности обеспечения кратковременного контакта фаз. Такие требования предъявляются к аппарату, используемому в процессах экстракции из растворов с высокой радиоактивностью для уменьшения потерь экстракта. Сведения о применении экстракторов этого типа в установках промышленного масштаба отсутствуют [1].

Роторно-дисковые экстракторы - представляют собой колонну, разделенную кольцеобразными перегородками на ряд секций небольшого объема. В центре каждой секции на валу расположены вращающиеся гладкие круглые диски, предназначенные для перемешивания жидкости в колонне. На

рис. 1.13 приведена схема роторно-дискового экстрактора [32-34]. Этот же экстрактор можно использовать для диспергирования тяжелой жидкости.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Камалиев, Тимур Сайфутдинович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Трейбал, Р.Е. Жидкостная экстракция / Пер. с англ. под ред. С. 3. Кагана. - М.: Химия, 1966. - 724 с.

2. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г. Касаткин. - М.: ООО ИД «Альянс», 2008. -753 с.

3. Пратт, Г.Р.К. Экстракция жидкость-жидкость в теории и практике // В кн.: Жидкостная экстракция. - М.: Госхимиздат, 1958. - 156 с.

4. Розен, A.M. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования / A.M. Розен, Е.И. Мартюшин, В.М. Олевский и др.; под ред. A.M. Розена. - М.: Химия, 1980. - 320 с.

5. Coplan, В.У. The «Pump-Mix» mixer settler, a new liquid-liquid extractor / B.V. Coplan, J.K. Davidson, E.L. Zebroski // Chem. Eng. Progr. - 1954. -V. 50.-N8.-P. 403-408.

6. Flagg, J.F. Chemical processing of reactor fuels / J.F. Flagg (ed.). - New York: Academic Press, 1961. - 530 p.

7. Пат. US 2646346. Multistage mixer-settler apparatus / B.V. Coplan, J.K. Davidson, E.L. Zebroski; опубл. 21.07.1953.

8. Graef, E.R. Design of box-type countercurrent mixer-settler units -factors affecting capacity / E.R. Graef, S.P. Foster // Chem. Eng. Progr. - 1956. - V. 52.-P. 293-298.

9. Roberts, F. Horizontal mixer-settler equipment for liquid-liquid extraction / F. Roberts, B.T. Bell // Trans. Inst. Chem. Engrs. - 1957. - V. 35. - P. 620.

10. Hazen, W.C. Solvent extraction of uranium at Shiprock, N. M. / W.C. Hazen, A.V. Henrickson // Mining Eng. - 1957. - V. 9. - P. 994-996.

11. Quinn, J.E. Kerr-McGee Oil Industries, Inc., Shiprock uranium concentrator / J.E. Quinn // Deco Trefoil, Bull. M4-B90 (1957).

12. Black К., Koslov J. // Chem. Eng. Progr. Symp. Ser. - 1959. - V. 55. -N22.-P. 105.

13. Lash, L.D. Vitro chemical recovers costly scandium from uranium solutions / L.D. Lash, J.R. Ross // Mining Eng. - 1961. - V. 13. - N 8. - P. 966-969.

14. Davis, M.W. Mixer-settler extraction equipment / M.W. Davis, Т.Е. Hicks, T. Vermeulen//Chem. Eng. Progr. - 1954. -V. 50.-P. 188-197.

15. Штербачек, З.А. Перемешивание в химической промышленности / З.А. Штербачек, П.И. Тауск. - JI.: Госхимиздат, 1963. - 240 с.

16. Morello, V.S. Commercial extraction equipment / V.S. Morello, N. Poffenberger//Ind. Eng. Chem. - 1950. - V. 42.-P. 1021-1035.

17. Treybal, R.E. The chemical engineers' handbook, 4th ed. / R.H. Perry, S.D. Kirkpatrick, C.H. Chilton (ed.). - New York: McGraw-Hill Book Company, Inc., 1963.- 1915 p.

18. Blanding, F.H. Limiting flow in liquid-liquid extraction columns / F.H. В landing, J.C Elgin // Trans. Am. Inst. Chem. Engrs. - 1942. -N 38. - P. 305-338.

19. Пат. US 2364892. Extraction column / J.C. Elgin; опубл. 12.12.1944.

20. Jacques, G.L. Longitudinal dispersion in solvent-extraction columns: Peclet numbers for random and ordered packings / G.L. Jacques, T. Venneulen. -Washington: Univ. of California, Lab. Rep No. 8029, US Atomic Energy Comm., 1957.

21. Humpherey, I.W. Solvent refining of wood rosin / I.W. Humpherey // Ind. Eng. Chem. - 1943.-V. 35.-N 10.-P. 1062-1067.

22. Пат. US 2054432. Method for refining rosin / D.A. Lister; опубл. 15.09.1936.

23. Fuqua, F.D. // Petrol. Proc. - 1948. - N 3. - P. 1050.

24. Kjellman, H.A. Operation of a phenol recovery plan / H.A. Kjellman // Sewage a. Ind. Wastes. - 1955. - V. 27. - N 7. - P. 854-859.

25. Пат. US 2401569. Apparatus for effecting intimate contact between gases and liquids /F.C. Koch; опубл. 04.06.1946.

26. Mayfield, F.D. Liquid-liquid extractor design / F.D. Mayfield, W.L. Church // Ind. Eng. Chem. - 1952. - V. 44. -N 9. - P. 2253-2260.

27. Garner, F.H. Perforated-plate extraction-column performance and wetting characteristics / F.H. Garner, S.R. M. Ellis, J.W. Hill // A. I. Ch. E. J. - 1956. -V. 1.-N2.-P. 185-192.

28. Davis, M.W. Liquid-liquid extraction between rotating concentric cylinders / M.W. Davis, J.E. Weber // Ind. Eng. Chem. - 1960. - V. 52. - N 11. - P. 929-934.

29. Пат. US 2742348. Fluid contactor apparatus / R. Spence, R.J.W. Streeton; опубл. 17.04.1956.

30. Taylor, G.I. Stability of a viscous liquid contained between two rotating cylinders / G.I. Taylor // Phil. Trans. Roy. Soc. - 1923. - V. 223. - P. 289-343.

31. Spence, R. Counter-current liquid-liquid extraction in annulus columns with shearing motion / R. Spence, R.J.W. Streeton. - Harwell: Atomic Energy Research Establ. (G. Brit.), Tech. Rep No. AERE-C/R-933, UK Atomic Energy Authority, 1952.

32. Пат. US 2601674. Liquid contact apparatus with rotating disks / G.H. Reman; опубл. 24.06.1952.

33. Пат. US 2729545. Contact apparatus with rotating discs / G.H. Reman, W.J. Pieters; опубл. 03.01.1956.

34. Пат. US 2912310. Rotary contactor / G.H. Reman, K.H. Walley; опубл. 10.10.1959.

35. Каган, С.З. Исследование экстракторов с механическим перемешиванием фаз (пульсационные экстракторы) / С.З. Каган, М.Э. Аэров, Т.С. Волкова, В.Н. Вострикова // Хим. пром. - 1959. - № 8. - С. 689-694.

36. Пат. US 2670132. Centrifugal countercurrent contact apparatus / W.G Podbielniak; опубл. 23.02.1954.

37. Kaiser, H.R. A new development in vegetable oil refining equipment / H.R. Kaiser, C.M. Doyle // J. Am. Oil Chem. Soc. - 1960. - V. 37. - N 1. - P. 4-7.

38. Podbielniak, W.J. Use of the centrifugal contactor for water-washing of refined oils / W.J. Podbielniak, A.M. Garvin, H.R. Kaiser // J Am Oil Chem. Soc. -1959. - V. 36. - N 6. - P. 238-241.

39. Kaiser, H.R. Dephenolizing of wastes and other liquors by centrifugal countercurrent solvent extraction / H.R. Kaiser // Sewage a. Ind. Wastes. - 1955. - V. 27.-N3.-P. 311-320.

40. Doule C.M, Rauch E // Petrol. Engr. - 1955. - V. 27. - N 5. - P. C49.

41. Stokes, G.G. On the effect of the internal friction of fluids on the motion of pendulums / G.G. Stokes // Trans. Cambridge Phi. Soc. - 1851. - V. 9. - P. 8-106.

42. Stokes, G.G. Mathematical and physical paper / G.G. Stokes. -Cambridge: Univ. Press, 1880.

43. Hadamard, J.S. Mouvement permanent lent d'une sphere liquide et visqueuse dans un liquide visqueux / J.S. Hadamard // Comput. Rend. Acad. Sei. (Paris). - 1911.-V. 152.-N25.-P. 1735-1738.

44. Rybczynski, W. Über die fortschreitende Bewegung einer flussigen Kudel in einem zähen Medium / W. Rybczynski // Bull. Inst. Acad. Sei. Cracow. Ser. A (Sei. Math.). - 1911. -N 1. - P. 40^16.

45. Розен, A.M. // В кн.: Сборник рефератов VIII Менделеевского съезда, секция 16. -М.: Изд-во АН СССР, 1959. - С. 85.

46. Розен A.M., Васильев В.А., Беззубова А.И. // ДАН СССР. - 1961. -Т. 136.-№2.-С. 401-404.

47. Розен, A.M. // В кн.: Экстракция, вып. 2. - М.: Атомиздат, 1962. - С. 300-314.

48. Елизаров, Д.В. Массоперенос к капле жидкости в ламинарном потоке сплошной среды / Д.В. Елизаров, В.И. Елизаров, Т.С. Камалиев // Вестник Казанского техн. университета. -2013. - Т. 16. -№ 12. - С. 201-205.

49. Броунштейн, Б.И. Гидродинамика. Массо- и теплообмен в колонных аппаратах / Б.И. Броунштейн, В.В. Щеголев. - Д.: Химия, 1988. — 335 с.

50. Ривкинд, В .Я. Структура течения при движении сферической капли в жидкой среде в области переходных чисел Рейнольдса / В.Я. Ривкинд, Г.М. Рыскин // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. - 1976. - № 1. - С. 815.

51. Левич, В.Г. Физико-химическая гидродинамика / В.Г. Левич. - М.: Наука, 1987.-669 с.

52. Grace, J.R. Shapes and velocities of single drops and bubbles moving freely through immiscible liquids / J.R. Grace, T. Wairegi, Т.Н. Nguyen // Trans. Inst. Chem. Eng. - 1976. - V. 54.-N3.-P. 167-173.

53. Розен, A.M. Массоотдача в одиночных каплях / A.M. Розен, А.И. Беззубова // ТОХТ. - 1968. - Т. 2. - № 6. - С. 850-862.

54. Розен, A.M. Массопередача при экстракции и моделирование экстракционных аппаратов / A.M. Розен и др. // Сб. Процессы жидкостной экстракции и хемосорбции. - М.: Химия, 1966. - С. 99-112.

55. Бердников, В.И. Расчет скорости движения пузырей и капель / В.И. Бердников, A.M. Левин // ТОХТ. - 1980. - Т. 14. -№ 4. - С. 535-541.

56. Гонор, А.Л. Динамика капли / А.Л. Гонор, В.Я. Ривкинд // Механика жидкости и капли. - 1982. - Т. 17. - С. 86-159.

57. Liang, Т.В. Liquid- liquid extraction drop formation: mass transfer and the influence of surfactant / T.B. Liang, M.J. Slofer // Chem. Eng. Sci. - 1990. - V. 45.-N l.-P. 97-105.

58. Edge, R.M. The motion of drops in water contaminated with a surface-active agent / R.M. Edge, C.D. Grant // Chem. Eng. Sci. - 1972. - N 9. - P. 17091721.

59. Смирнов, Н.И. Относительная скорость движения капель / Н.И. Смирнов, В.Л. Рубан//ЖПХ.- 1949.-Т. 22.-№ 10.-С. 1068-1077.

60. Kuboi, R. Fluid and particle motion in turbulent dispersion - 2. Influence of turbulence of liquid on the motion of suspended particles / R. Kuboi, J. Kamasawa, T. Osake // Chem. Eng. Sci. - 1974. - N 3. - P. 651-657.

61. Leonard, J. Effect of mass transfer on the velocity of rise of bubbles in water / J. Leonard, G. Houghton // Nature. - 1961. - V. 190. - P. 687-688.

62. Михайлов, Г.М. Обобщенное уравнение осаждения сферических частиц / Г.М. Михайлов, A.M. Николаев // Химия и технология топлив и масел. - 1963.-№ 6.-С. 21-24.

63. Taylor, T.D. The stokes flow past an arbitraty particle. The sligntly deformed sphere / T.D. Taylor, A. Acrivos // Chem. Engng. Sci. - 1964. - V. 19. -N 7.-P. 445^151.

64. Abdel-Alim, A.H. A theoretical and experimental investigation of the effect of internal circulation on the drag of spherical droplets falling at therminal velocity in liquid media / A.H. Abdel-Alim, A.E. Hamielec // Ind. And Eng. Chem. Fundam.- 1975,- V. 14.-N4.-P. 308-312.

65. Чесноков, Ю.Г. Сила сопротивления, действующая на сферический пузырек и сферическую каплю / Ю.Г. Чесноков // ЖПХ. - 1993. - Т. 66. - № 8. -С. 1722-1726.

66. Kiele, A.I. Rate of raise or fall of liquid drops / A.I. Kiele, R.E. Treybal // A. I. Ch. E. J. - 1956. - N 4. - P. 444-447.

67. Hu, S. The fall of single liquid drops shrough water / S. Hu, R.C. Kintner //A. I. Ch. E. J. - 1955. - N l.-V. l.-P. 42-48.

68. Nakano, Y. Viscous incompressible non-Newtonian Flow at intermediate Reynolds number / Y. Nakano, C. Tien // A. I. Ch. E. J. - 1970. - N 4. - P. 569-574.

69. Лаптев, А.Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассообменных процессов / А.Г. Лаптев. - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2007. - 500 с.

70. Соковнин, О.М. Определение скорости обтекания сферических частиц потоком неньютоновской среды / О.М. Соковнин, Н.В. Загоскина, С.Н. Загоскин // ТОХТ,- 2008. - Т. 42. - № 3. - С. 283-289.

71. Броунштейн, Б.И. Физико-химические основы жидкостной экстракции / Б.И. Броунштейн, А.С. Железняк. - М.: Химия, 1966. - 320 с.

72. Лященко, П.В. Гравитационные методы обогащения / П.В. Лященко. - 2-е изд. - Л.: Госточиздат, 1940. - 360 с.

73. Романков, П.Г. Гидромеханические процессы химической технологии / П.Г. Романков, М.И. Курочкина. - 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982.-288 с.

74. Levins, D.M. Particle fluid mass transfer in a stirred vessel / D.M. Levins, J.R. Glastonbury // Trans. Inst. Chem. Engrs. - 1972. - V. 50. - N 2. - P. 132-146.

75. Орел, C.M. Растворение твердой частицы в перемешиваемой жидкости / С.М. Орел // ЖПХ. - 1988. - Т. 61. - № 7. - С. 1530-1536.

76. Орел, С.М. О некоторых моделях процесса растворения твердых частиц в аппаратах с мешалками / С.М. Орел, Л.Ф. Ратыч // ЖПХ. - 1990. - № 9. -С. 1980-1984.

77. Руководство к практическим занятиям в лаборатории процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. - Л.: Химия, 1990. - 271 с.

78. Брагинский, Л.Н. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета / Л.Н. Брагинский, В.И. Бегачев, В.М. Барабаш. - Л.: Химия, 1984. - 336 с.

79. Келбалиев, Г.И. Коэффициенты сопротивления твердых частиц, капель и пузырей различной формы / Г.И. Келбалиев // ТОХТ - 2011. - Т. 45. -№ 3. - С. 264-283.

80. Clift, R. Bubbles, drops, and particles / R. Clift, J.R. Grace, M.E. Weber. - New York: Academic Press, 1978. - 380 p.

81. Хаппель, Дж. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса // Дж. Хаппель, Г. Бреннер. - М.: Мир, 1976. - 630 р.

82. Taylor, T.D. On the deformation and drag of a falling viscous drop at low Reynolds number / T.D. Taylor, A. Acrivos // J. Fluid Mech. - 1964. - V. 18. -P. 466-476.

83. Chester, W. On the flow past a sphere at low Reynolds number / W. Chester, D.R. Breach // J. Fluid Mech. - 1969. - V. 37. - N 4. - P. 751-760.

84. Ockedon, J.R. The drag on the spheres at low Reynolds numbers Flow / J.R. Ockedon, G.A. Evens // J. Aerosol Sci. - 1972. - V. 3. - N 4. - P. 237.

85. Zapryanov, Z. Dynamics of bubbles, drops and rigid particles / Z. Zapryanov, S. Tabakova. - Dortrecht: Kluwer Acad. Publ., 1999. - 514 p.

86. Grace, J.R. Hydrodynamics of liquid drops in immiscible liquids / N.P. Cheremisinoff, E. Gupta (ed.) // In: Handbook of Fluids in Motion. - London: Ann Arbor Science, 1983.-P. 1003-1025.

87. Helenbrook, B.T. Quasi-steady deformation and drag of cotaminoted liquid drops / B.T. Helenbrook, C.F. Edwards // Int. J. Multiphase flow. - 2002. - V. 28.-P. 1631-1657.

88. Maxworty, T. Experiments on the rise of air bubbles in clean viscous liquids / T. Maxworty, C. Grann, M. Kurten, F. Durst // J. Fluid Mech. - 1996. - V. 321.-P. 421-441.

89. Sajjadi, S. Dynamic behavior of drops in oil/water/oil dispersions / S. Sajjadi, M. Zerfa, B.M. Brooks // Chem. Eng. Sci. - 2002. - V. 57. - P. 663-675.

90. Chhabra, R.P. Bubbles, drops, and particles in non-newtonian fluids, 2d ed. / R.P. Chhabra. - Boca Raton: CRC Press, 2007.

91. Rodi, W. Engineering turbulence modeling and experiments / W. Rodi, N. Fueyo (ed.) // Proceedings of the 5th International Symposium on Engineering Measurements. - Mallorca: Elsevier Sc. Ltd., 2002.

92. Feng, Z.G. Heat and mass transfer coefficient of viscous Spheres / Z.G. Feng, E.E. Michaelides // Int. J. Heat Mass Transfer. - 2001. - V. 44. - N 23. - P. 4445-4454.

93. Karamanev, D.G. Equation for calculation of the terminal velocity and drag Coefficient of solid spheres and gas bubbles / D.G. Karamanev // Chem. Eng. Comm. - 1996. - V. 147. - P. 75-84.

94. Dewsbury, K.H. Rising solid hydrodynamics at high Reynolds numbers in non-newtonian fluids / K.H. Dewsbury, D.G. Karamanev, A. Margaritis // Chem. Eng. Sci. - 2002. - V. 87.-N l.-P. 129-133.

95. Chhabra, R.P. Non-newtonian flow in the process industries, fundamentals and engineering / R.P. Chhabra, J.F. Richardson. - Oxford: Butterworth-Heinemann, 1999. - 436 p.

96. Ceylan, K. Theoretical model for estimation of drag force in the flow non-newtonian fluids around spherical solid flow particles / K. Ceylan, S. Herdem, T. Abbasov // Powder Technology. - 1999. - V. 103. - P. 286-291.

97. Шульман, З.П. Пограничный слой неньютоновских жидкостей / З.П. Шульман, Б.М. Берковский. - Минск: Наука и техника, 1966. - 283 с.

98. Dewsbury, К. Hydrodynamic characteristics of free rise of light solid particles and gas bubbles in non-newtonian liquids / K. Dewsbury, D.G. Karamanev, S.A. Margaritis // Chem. Eng. Sci. - 1999. - V. 54. - P. 4825-4830.

99. Kelessidis, V.C. An explicit equation for the terminal velocity of solid spheres falling in pseudoplastic liquids / V.C. Kelessids // Chem. Eng. Sci. - 2004. -V. 59.-P. 4437-4447.

100. Miura, H. Bed expansion in liquid-solid two-phase fluidized beds with Newtonian and non Newtonian fluids over the wide range of Reynolds numbers / H. Miura, T. Takahachi, K. Ichikawa // Powder Technology. - 2001. - V. 117. - P. 239246.

101.Pinelli, D. Solids falling and distribution in slurry reactors with dilute pseudoplastic suspension / D. Pinelli, F. Magelli // Ind. Eng. Chem. Res. - 2001. - V. 40. - P. 4456-4462.

102. Соковнин, O.M. Гидродинамика движения сферических частиц, капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Аналитические методы исследования / О.М. Соковнин, Н.В. Загоскина, С.Н. Загоскин // ТОХТ - 2012. -Т. 46. -№ 3. - С. 243-257.

103. Соковнин, О.М. Гидродинамика движения сферических частиц,

капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Численные методы

176

исследования / О.М. Соковнин, Н.В. Загоскина, С.Н. Загоскин // ТОХТ.- 2012. -Т. 46.-№5.-С. 540-553.

104. Соковнин, О.М. Гидродинамика движения сферических частиц, капель и пузырей в неньютоновской жидкости. Экспериментальные исследования / О.М. Соковнин, Н.В. Загоскина, С.Н. Загоскин // ТОХТ.- 2013. -Т. 47.-№4. _с. 422-433.

105. Кафаров, В.В. Основы массопередачи: учебник для студентов вузов / В.В. Кафаров. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979. - 439 с.

106. Гупало, Ю.П. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком / Ю.П. Гупало, А.Д. Полянин, Ю.С.Рязанцев. - М.: Наука, 1985. - 336 с.

107. Протодьяконов, И.О. Явления переноса в процессах химической технологии / И.О. Протодьяконов, H.A. Марцулевич, A.B. Марков. - Л.: Химия, 1981.-264 с.

108. Лаптев, А.Г. Определение коэффициентов массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах при экстракции систем жидкость - жидкость в аппаратах с перемешивающим устройством / А.Г. Лаптев, В.И. Елизаров, С.Г. Дьяконов // Массообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. науч. тр. - Казань: КХТИ, 1993. - С. 4-11.

109. Железняк, A.C. О кинетике экстракции в капле большого размера / A.C. Железняк, Б.И. Броунштейн // Тр. ГИПХ. - 1966. - Т. 54. - С. 267-273.

110. Seibert, A.F. Hydrodynamics and mass transfer in spray and packed liquid - liquid extraction columns / A.F. Seibert, J.R. Fair // Ind. Eng. Chem. Res. -1988.-N27.-P. 470-481.

111. Дьяконов, С.Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, А.Г. Лаптев. - Казань: КГТУ, 1993.-438 с.

112. Крылов, B.C. Особенности диффузионного пограничного слоя внутри движущейся сферической капли / B.C. Крылов, А.И. Сафонов, К.В. Гомонова // ТОХТ. - 1977. - Т. 11. - № 6. - С. 57-59.

113. Полянин, А.Д. Качественные особенности внутренних задач нестационарного конвективного массо- и теплообмена при больших числах Пекле / А.Д. Полянин // ТОХТ. - 1984. - Т. 18. - № 3. - С. 284-296.

114. Ягодин, Г.А. Основы жидкостной экстракции / Г.А. Ягодин, С.З. Каган, В.В. Тарасов. - М.: Химия, 1981. - 400 с.

115. Левич, В.Г. К теории нестационарной диффузии из движущейся капли / В.Г. Левич, B.C. Крылов, В.П. Воротилин // ДАН СССР. - 1965. - Т. 161.-№3.-С. 648-651.

116. Reissinger, К.Н. Beitrag zur Auslegung pulsierter Siebboden -Extraktoren (PSE) / K.H. Reissinger, R. Marr // VDI - Ber. - 1983. - N 545. - P. 411-424.

117. Дьяконов, С.Г. Моделирование массоотдачи в сплошной и дисперсной фазах при движении капель в экстракторах / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, А.Г. Лаптев // Инж.-физ. журн. - 1993. - Т. 65. -№ 1. - С. 13-18.

118. Зюлковский, З.А. Жидкостная экстракция в химической промышленности / З.А. Зюлковский. - Л.: Гос. научно-техн. изд-во хим. лит-ры, 1963.-345 с.

119. Шервуд, Т. Массопередача / Т. Шервуд, Р. Пигфорд, Ч. Уилки. -М.: Химия, 1982.-696 с.

120. Лаптев, А.Г. Модели переноса и эффективность жидкостной экстракции / А.Г. Лаптев. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2005. - 229 с.

121. Ландау, A.M. Корреляция величин коэффициентов массопереноса в процессах жидкостной экстракции для капель диаметром 0.28-0.8 см / A.M. Ландау, A.C. Железняк // ЖПХ. - 1970. - Т. 43. - № 5. - С. 1074-1079.

122. Елизаров, Д.В. Кинетика массопереноса при жидкостной экстракции в аппаратах с перемешиванием / Д.В. Елизаров, В.В. Елизаров, Т.С. Камалиев, С.Г. Дьяконов // ЖПХ. - 2013. - Т. 86. - № 2. - С. 246-252.

123. Аюпов, Л.Г. Математическая модель разделительной способности и реконструкция тарельчатых экстракторов: Дис. канд. техн. наук. - Казань: КГТУ, 2000.

124. Доманский, И.В. Обобщение различных случаев конвективного теплообмена с помощью полуэмпирической теории турбулентного переноса / И.В. Доманский, В.Н. Соколов//ТОХТ. - 1968. - Т. 2. - № 5. - С. 761-767.

125. Ермаков, П.П. Влияние воздействия акустических колебаний на процесс массопередачи / П.П. Ермаков // ТОХТ. - 1991. - Т. 25. - № 2. - С. 198— 203.

126. Соколов, В.Н. Газожидкостные реакторы / В.Н. Соколов, И.В. Доманский. - Л.: Машиностроение, 1976. - 216 с.

127. Гончаренко, Г.К. Влияние интенсивности перемешивания на массопередачу при экстрагировании в системе жидкость — жидкость / Г.К. Гончаренко, А.П. Готлинская // ЖПХ. - 1967. - № 32. - С. 594-598.

128. Холланд, Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов / Ф. Холланд, Ф. Чапман. - М.: Химия, 1974. - 208 с.

129. Mujumder, A.S. Turbulence parameters in a stirred tank / A.S. Mujumder, B. Huang, D. Wolf// Can. J. Chem. Eng. - 1970. - V. 48. - N 5. - P. 475-483.

130. Kim, W.J. Turbulence energy and intensity spectra in a baffled, stirred vessel / W.J. Kim, F.S. Manning // A. J. Sh. E. J. - 1964. - V. 10. - N 5. - P. 747751.

131. Каган, С.З. Определение коэффициентов массоотдачи в сплошной фазе для систем жидкость - жидкость в проточном смесителе / С.З. Каган, Ю.Н. Ковалев, В.И. Ильин // ЖПХ. - 1967. - Т. 40. - № 11. - С. 2478-2481.

132. Colburn, А. P. Simplified calculation of diffusional processes / A.P. Colburn // Ind. Eng. Chem. - 1941. - V. 33. - P. 459^162.

133. Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии / Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: ООО ИД «Альянс», 2007. - 496 с.

134. Janecke, Е. Uber eine ncue Darstellungsform der van't Hoffschen Untersuchung iiber ozeanische Salzablagerungen / E. Janecke // Z. anorg. Chem. -1906.-V. 51.-P. 132-157.

135. Зайкова, O.B. Моделирование разделения смесей в процессе жидкостной экстракции: Дис. канд. техн. наук. - Казань: КГТУ, 1995.

136. Дьяконов, С.Г. Кинетика растворения и роста элементов мелкодисперсной твердой фазы в аппаратах с перемешиванием / С.Г. Дьяконов,

B.В. Елизаров, Д.В. Елизаров, Д.А. Кириллов // ТОХТ. - 2011. - Т. 45. - № 4. -

C. 400-408.

137. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. -М.: Наука, 1987.-840 с.

138. Железняк, A.C. Массопередача при экстракции единичными каплями / A.C. Железняк, Б.И. Броунштейн // ЖПХ. - 1963. - Т. 26. - № 11. - С. 2437-2445.

139. Каденская, H.H. Исследование массопереноса в экстракционной распылительной колонне / Н.И. Каденская, A.C. Железняк, Б.И. Броунштейн // Сб. Процессы химической технологии. - М.: Наука, 1965. - С. 215-218.

140. Мерзляков, С.А. Эффективность тарельчатых аппаратов разделения углеводородов на основе гидродинамической аналогии: Дис. канд. техн. наук. -Казань: КНИТУ, 2013.

141. Дьяконов, С.Г. Моделирование массоотдачи в дисперсной фазе системы жидкость - жидкость с подвижной поверхностью раздела / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, А.Г. Лаптев // Массообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. науч. тр. - Казань: КХТИ, 1991. -С. 4-14.

142. Лаптев, А.Г. Математическое моделирование массоотдачи при перемешивании двухфазных сред // А.Г. Лаптев, В.И. Елизаров, С.Г. Дьяконов, О.В. Зайкова // ЖПХ. - 1993. - Т. 6. - № 3. - С. 531-536.

143. Дьяконов, С.Г. Исследование диффузионных пограничных слоев методом голографической интерферометрии / С.Г. Дьяконов, Н.Б. Сосновская, Л.П. Клинова [и др.] // ДАН СССР. - 1982.- Т. 264.- № 4.- С. 905-908.

144. Кочин, Н.Е. Теоретическая гидромеханика / Н.Е. Кочин, И.А.

Кибель, Н.В. Розе. -Ч. 2. -М.: Наука, 1963. - 727 с.

180

145. Колмогоров, А.Н. Рассеяние энергии при локальной изотропной турбулентности / А.Н. Колмогоров // ДАН СССР. - 1941.- Т. 32.- № 1.- С. 1921.

146. Middleman S. // Am. Just. Chem. Engrs. - 1965. - V. 11. - N 4. - P. 750-755.

147. Brian, P.L.T. Transport of heat and mass between liq uids and spherical particles in an agitator tank / P.L.T. Brian, H.B. Hales, Т.К. Sherwood // Am. Inst. Chem. Engers. J. - 1969. - V. 15. -P. 727-733.

148. Baird, M. Forced convection transfer around spheres of intermediate Raynolds / M. Baird, A. Hamielec, A. Tohnson // Can. J. Chem. Engns. - 1962. - V. 40.-N3.-P. 119-122.

149. Batchelor, G.K. Mass transfer from small particles suspended in turbulent fluid / G.K. Batchelor // J. Fluid Mech. - 1980. - V. 98. - N 3. - P. 609623.

150. Harriott, P. Mass transfer to particles. Part I. Suspended in agitated tanks / P. Harriott//A. I. Ch. E. J. - 1962.-V. 8.-N l.-P. 93-101.

151. Гандельман, X.K. Определение коэффициентов массоотдачи для систем жидкость - жидкость в ячейке с перемешиванием / Х.К. Гандельман // ЖПХ.- 1979.-№ 7.-С. 1511-1516.

152. Темкин, М.И. Перенос растворенного вещества между турбулентно движущейся жидкостью и взвешенными в ней частицами / М.И. Темкин // Кинетика и катализ. - 1977. - Т. 18. - № 2. - С. 493-496.

153. Елизаров, В.И. Определение числа действительных ступеней разделения колонных массообменных аппаратов / В.И. Елизаров, Д.В. Елизаров, С.А. Мерзляков, С.Г. Дьяконов // ТОХТ. - 2012. - Т. 46. - № 6. - С. 603-611.

154. Дьяконов, С.Г. Математическое моделирование процесса жидкостной экстракции в многоступенчатых противоточных аппаратах / С.Г. Дьяконов, В.И. Елизаров, Д.В. Елизаров, Т.С. Камалиев // ЖПХ. - 2013. - Т. 86. - № 8. - С. 1228-1235.

155. Елизаров, Д.В. Метод приближенного расчета процесса многоступенчатой жидкостной экстракции / Д.В. Елизаров, В.И. Елизаров, Т.С. Камалиев // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2013. - № 7. - С. 811.

156. Елизаров, Д.В. Определение числа ступеней экстрагирования в процессе очистки сточных вод / Д.В. Елизаров, Т.С. Камалиев // Вестник Казанского техн. университета. - 2012. - Т. 15. - № 19. - С. 24-26.

157. Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, A.A. Носков; под ред. П.Г. Романкова. - 13-е изд., стереотип. Перепечатка с издания 1987 г. - М.: ООО ИД «Альянс», 2006. - 576 с.

158. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей: справочное пособие / Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. - JL: Химия, 1982. - 592 с.

159. Seaton, W.H. Theory of solvent extraction of phosporie and hydrochoris acids / W.H. Seaton, C.J. Geankoplis // A. I. Ch. E. J. - 1959. - V. 5. - N 3. - P. 379384.

160. Клетник, Ю.Б. О некоторых тройных системах вода - диоксан -электролит / Ю.Б. Клетник // ЖОХ. - 1957. - № 8. - С. 2026-2029.