Массопередача при экстракции

В соответствии с законами массопередачи при экстракции следует увеличивать поверхность контакта фаз. Для этого одну из фаз диспергируют в виде капель в другой сплошной фазе. Распределяемое вещество диффундирует из сплошной среды к поверхности капель, а затем внутрь капель, либо, наоборот, из капли в сплошную фазу.

Рис. 11.3. Линия равновесия в треугольной диаграмме

Массопередача внутри капель осуществляется молекулярной и конвективной диффузией. Конвекция внутри капли осуществляется за счет циркуляции жидкости.

В общем случае коэффициенты массопередачи определяются из уравнений.

где P_s, (З_с — коэффициенты массоотдачи в дисперсной и сплошной фазах соответственно.

В случае, когда диффузионное сопротивление сосредоточено в сплошной фазе, из формул (11.2) и (11.3) следует, что К_х ~ Р_с и основное уравнение массопередачи будет иметь вид.

Если диффузионное сопротивление сосредоточено в дисперсной среде, то К_у ~ p_s и уравнение массопередачи запишется так:

Уравнение материального баланса.

В экстрактор поступает исходный раствор F в количестве L растворителя с концентрацией экстрагируемого вещества хн и экстрагент Е. После проведения интенсивного перемешивания и завершения экстракции смесь разделяют на экстракт и рафинат. Для разделения используют отстойники, сепараторы. С учетом вышеизложенного уравнение материального баланса по экстрагируемому веществу представляет вид.

где х и у — концентрация экстрагируемого вещества в рафинате и экстракте соответственно.

С учетом выражения (11.1) и модуля экстракции т = — получим:

Степень извлечения составит.

где е — экстракционный фактор.