Химическая технология

Шаровые мельницы

Основными рабочими элементами шаровых (барабанных) мельниц являются шары или стержни, находящиеся во вращающемся барабане.

Различают шаровые мельницы периодического действия (для мелких партий материала) и непрерывного (для крупных производств).

Измельчение материала происходит при падении шаров из верхней части барабана (удар) и при движении шаров в нижней части (истирание)

Сила удара определяется углом подъёма шаров, которая зависит от скорости вращения барабана.

С увеличением скорости вращения барабана увеличивается центробежная сила и увеличивается угол подъёма шаров. Если увеличить ещё скорость, то шары описывают полную окружность и измельчение не происходит. Допустим, что шар находится в точке отрыва А и на него действуют силы



1. Сила трения P

2. Центробежная C'

C' =

g - ускорение свободного падения

R - радиус барабана

3. Радиальная составляющая силы тяжести

Pc = Psin б

Поскольку , n - число оборотов, то условие истирания запишется

C' < Pc < Psinб (выразим n)

n < ; примем р2 ? g

n < 30

в критической точке А (когда истирания нет) sinб = sin 90° =1

nкр=

nкр зависит только от радиуса, а не от шаров.

Используют n = 0,75nкр и Rшара =0,1Rбарабана.

Методы обогащения

1. Грохочение (Рассеивание).

Кроме обогащения используется для сортировки материалов по крупности. Грохочение может разделить материал по крупности от 5 до 250 мм, и его производят на грохотах. Различают качающиеся, вибрационные и барабанные грохоты.

Схема горизонтального качающегося грохота

Рассеиваемый материал подаётся сверху, проходит по верхней части грохота и рассеивается через сита. В бункерах собирается материал определённого размера, обогащенный по тому или иному компоненту.

Барабанный грохот устроен аналогично, только движение материала происходит не по горизонтальной площадке, а внутри вращающегося барабана, в стенках которого расположены сита.

В вибрационных грохотах плоское и обычно наклонённое сито совершает при помощи специального механизма (вибратора) частые колебания небольшого размера. Число вибрации сита находится в пределах 900-1500 в минуту (иногда до 3600) при амплитуде колебаний от 0,5 до 12 мм. Жёсткая связь между элементами вибрационных грохотов полностью или частично отсутствует, вследствие чего колебания сита в различных точках его поверхности неодинаковы и зависят от угловой скорости вала, упругости опорных пружин, движущейся массы грохота вместе с материалом и других динамических факторов.

Короб 1 и сита 2 установлены на пружинах 3. На стойках и подшипниках вращается вал 4 (без эксцентриков) с двумя шкивами 5, несущими неуравновешенные грузы 6 (дебаланс) При вращении шкивов возникают центробежные силы инерции, под действием которых коробу сообщаются вибрации. Траектории точек короба и амплитуда его колебаний определяются динамическими факторами, перечисленными выше. Для вибрационных грохотов требуется весьма равномерное питание материалом.

В настоящее время вибрационные грохоты вытесняют грохоты всех других типов. Это объясняется следующими крупными достоинствами вибрационных грохотов: 1. При высокой частоте колебаний сита его отверстия почти не забиваются материалом, то есть устраняется недостаток, свойственный грохотам других типов. 2. Более высокая производительность и точность грохочения. 3. Пригодность для крупного и тонкого грохочения разнообразных материалов (в том числе влажных и глинистых) с размерами кусков и зёрен от 250 до 0,1 мм. 4. Компактность, лёгкость регулирования и смены сит. 5. Меньший расход энергии, чем для грохотов других типов.

2. Гравитационное разделение (классификация).

Возможно разделение материала размером до 1 мм в аппаратах - отстойных классификаторах (жидкая классификация) и газоходах (сухая сепарация).

Схема классификатора:

1 - смесительный бак, 2 - осадительные камеры. d1>d2>d3

В отделительных камерах оседают частицы различного диаметра (веса), и происходит обогащение

Схема сепаратора:

Воздух смешивается с материалом и проходит через сепаратор. На выходах: 1 - крупные, 2 - средние, 3 - мелкие

Измельчённый материал в потоке воздуха поступает со скоростью ~20 м/сек через патрубок 1 в кольцевое пространство между корпусом 2 и внутренним корпусом 3. Вследствие увеличения в этом пространстве проходного сечения скорость воздушного потока снижается в несколько раз, и наиболее крупные твёрдые частицы (грубая фракция) под действием силы тяжести выпадают из потока. Через патрубок 4 они возвращаются на доизмельчение в мельницу. Воздушный поток далее проходит через тангенциально установленные лопатки 5. При этом потоку сообщается вращение, и под действием возникающих центробежных сил инерции более крупные твёрдые частицы отбрасываются на стенки конуса 3, опускаются по ним и удаляются также через патрубок 4. Воздух вместе с тонкими взвешенными частицами отсасывается вентилятором (на рисунке не показан) через патрубок 6 и подаётся в циклон, где твёрдые частицы осаждаются, а воздух возвращается в мельницу (при работе в замкнутом цикле) или возвращается наружу.

Работу сепаратора можно регулировать путём изменения скорости воздуха или положения лопаток.

Магнитная сепарация

Основное применение - это отделение магнитного железняка от породы

1 - транспортёр

2 - электромагнит

3 - магнитные вещества

4 - немагнитные вещества

Материал подаётся на транспортёр и разделяется электромагнитом на две фракции.

Флотация

За последнее время этот метод обогащения получил большое распространение. Флотационному обогащению подвергаются тонкоизмельченные руды (размер частиц 5 мкм-0,5 мм), содержащие несколько компонентов. Чем меньше компонентов в руде, тем лучше обогащение.

Перед флотацией руда смачивается водой в соотношении 1:2,5-6.

Как мы уже говорили, флотация основана на различной смачиваемости частиц раствором.



Несмачивающаяся частица (1) образует с поверхностью раствора тупой угол и, смачивающаяся частица (2) - острый, и силы поверхностного натяжения стремятся вытолкнуть на поверхность несмачивающуюся частицу и погрузить на дно смачивающуюся. Однако очень мелкие смачивающиеся частицы также всплывают, а крупные несмачивающиеся - погружаются, поэтому обогащение всегда <100%.

Теперь разберём основы теории флотации.

1. Поверхностное натяжение.

Рассмотрим две частицы в жидкости.

Частица М1 равномерно притягивается всеми окружающими частицами и не обладает поэтому запасом свободной энергии. Частица М2 (на поверхности) не находится в равновесии с окружающими частицами - её равнодействующая сила RM2 направлена в объем жидкости, и частица стремится в глубь жидкости, или говорят, что она обладает запасом свободной энергии.

Свободная энергия всех молекул на поверхности пропорциональна величине поверхности и называется поверхностной энергией или поверхностным натяжением. Поверхностное натяжение - сила, действующая на поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность тела до наименьших размеров при данном объеме.

Размерность Эрг/ см2, Дж/м2, Н/м. Поверхностное натяжение воды на границе с воздухом 72,8 Эрг/см2, у органических жидкостей 40-50 Эрг/см2.

При растворении в жидкости какого-либо вещества в зависимости от соотношения энергий взаимодействия молекул растворителя и растворённого вещества и молекул растворителя друг с другом могут иметь место три случая: повышение, понижение и не изменение поверхностного натяжения. Вещества, не изменяющие поверхностное натяжение, называются поверхносто-неактивными веществами (ПНВ). По отношению к воде это сахара. Вещества, повышающие поверхностное натяжение, называются поверхносто-инактивными веществами (ПИВ). По отношению к воде это серная кислота, щёлочи и другие сильные электролиты. Вещества, понижающие поверхностное натяжение, называются поверхносто-активными веществами (ПАВ). По отношению к воде это органические вещества, молекулы которых дифильны, то есть имеют полярную и неполярную части (спирты, жирные кислоты, мыла и др.) и обладают поверхностным натяжением меньшим, чем у воды.

Флотация без изменения поверхностного натяжения - плёночная (применяется редко). Флотация с изменением поверхностного натяжения - пенная (основная).

Условия смачивания тел на границе раздела трех фаз.

Если мы возьмем жидкость и твердое тело, то они в отдельности в газовой фазе будут обладать определенным поверхностным натяжением (уж-г и ут-г ). При нанесении капли жидкости на твердое тело между ними возникает межмолекулярное притяжение и межфазное поверхностное натяжение будет меньше суммы поверхностных натяжений отдельных фаз (пренебрегаем силой тяжести). Это положение реализуется в формуле Дюпре:

ут-г - поверхностное натяжение на границе твердое тело-газ.

уж-г - поверхностное натяжение на границе жидкость-газ.

ужт - межмолекулярное притяжение на границе твердое тело-жидкость (также можно представить как поправку на межмолекулярное взаимодействие)

Это выражение характеризует работу адгезии (прилипания) - работа, которую необходимо приложить для отрыва капли от твердого тела.

Теперь представим себе каплю на твердом теле.

В этом случае имеются три поверхности раздела трёх фаз, и вдоль них действуют силы:

сила ут-г стремится увеличить поверхность, хотя она и мала.

сила уж-г стремится сократить до минимума свою площадь - поверхность контакта.

сила ужт также стремится сократить свою поверхность соприкосновения жидкости и твёрдого тела.

и - краевой угол между касательной к поверхности раздела т-г в точке Х и поверхности раздела т-ж. Он характеризует данную трёхфазную систему (равновесие) и направлен внутрь жидкости.

Из равновесия системы можно записать равновесие сил, стремящихся сжать и растянуть каплю.

утг=утж+ужгcosи (уравнение Юнга)

Подставляем утг из уравнения Юнга в уравнение Дюпре, получаем:

Wа= утж+ужгcosи-утж+ужг

Wа= ужг(1+cosи) - уравнение Юнга-Дюпре

Рассмотрим примеры систем с разными и:

1) и=0, cosи=1, Wa=2ужг - полное смачивание

2) и=90, cosи=0, Wa=ужг - смачивание уменьшается

3) и=180, cosи=-1, Wa=0 - полное несмачивание

На практике обычно и?900

Для случая пенной флотации систему Т-Ж-Г можно представить следующим образом

и - всегда в жидкости!

Равновесие в системе достигается так

утг=утж+ужгcosи или

cos и=

в - флотационная сила - характеризует краевой угол смачивания Т-Ж.

При пенной флотации частица минерала (Т) взаимодействует с пузырьком газа (Г) и жидкостью (Ж), и образуется минерализованный пузырёк, который поднимает минерал на поверхность жидкости. В данном случае важно, чтобы минерал плохо смачивался жидкостью (и велико) и W> W (работа адгезии минимальная).

Если будет наоборот, то есть минерал лучше смачивается жидкостью (и мало), чем газом, W< W, и пузырёк не сможет прилипнуть к минералу - нет флотации.

Таким образом и - краевой угол смачивания характеризует смачиваемость минералов водой.

Минерал	и	Минерал	и
Графит	60	Халькопирит	47
Сера	78	Пирит	33
Тальк	69	Кальцит	20
Молибденит	60	Барит	30
PbS	47	Кварц	0-10
		Слюда	0

Следовательно, при флотации минералов основным фактором является смачиваемость минерала, и флотации подвергаются лишь те частицы, которые плохо смачиваются водой. Плотность минерала имеет второстепенное значение (в отличие от классификации).

Смачиваемость поверхности минералов можно изменять, обрабатывая руду небольшими количествами специальных веществ - флотореагентов.

3. Назначение и классификации флотореагентов.

Без применения флотореагентов флотация практически невозможна. Влияние флотореагентов позволяет в широком диапазоне изменять поверхностные свойства минералов. Состав флотореагентов разнообразен. В их число входят органические и неорганические вещества. Флотореагенты классифицируются:

a) собиратели (коллекторы)

b) регуляторы: активирующего и депрессирующего действия

c) пенообразователи

Собиратели

Собиратели действуют на границу раздела жидкость-твёрдое тело, увеличивая и и уменьшая поверхностное натяжение ужт. Собиратели, адсорбируясь на поверхности твёрдого тела, обеспечивают уменьшение смачиваемости поверхности твёрдого тела жидкостью. Собиратели разделяются на:

1) неионогенного типа (неполярные углеводороды, не диссоциирующие в воде, вещества, содержащие одновременно кислотную и основную группу, например карбоксильную и амино- группы).

2) ионогенного типа:

a) анионные

· мыла карбоновых кислот

· алкилсульфонаты

, R-SO3Na

· алкиларилсульфонаты

R-C6H4-SO3Na

· алкилсульфаты

R-SO4Na

b) катионные

· соли аминов (первичные, вторичные, третичные)

· четырёхосновные аммониевые основания

Наиболее широко распространены ионогенные анионные собиратели: для неметаллических материалов - сульфированные масла, для сульфидных руд - ксантогенаты калия.

этиловый R = C2H5

бутиловый R = C4H9

Ксантогенаты также являются собирателями для благородных металлов и самородной меди. Не действуют на окислы, силикаты, алюмосиликаты, солеобразующие минералы. Расход 50-100 г/т руды.

Сланцевая смола получается при сухой перегонке сланца. Является собирателем для окисленных свинцовых и полиметаллических руд.

Контакт Петрова - смесь сульфонафтеновых кислот.

Регуляторы

1. Активирующего действия.

Они действуют на поверхность раздела Т-Ж и способствуют взаимодействию собирателей и минералов, улучшая флотацию

· соли щелочноземельных металлов

· кислород

2. Диспергирующего действия

Они ухудшают адсорбцию собирателя на поверхности минерала и препятствуют флотации. Применяются для увеличения селективности собирателя.

· цианиды (для медных минералов и пирита)

· соли хрома (для PbS)

· Na2SiO3 (для кварца)

· Ca(OH)2 (для железосодержащих сульфидов)

Пенообразователи

ПАВ, которые концентрируются на поверхности Г-Ж, способствуя сохранению пузырьков в дисперсном состоянии, увеличивают стабильность флотационной пены. Наиболее активны пенообразователи, имеющие в своём составе группы

· карбоксильную -COOH

· карбонильную =C=O

· гидроксильную -OH

· аминогруппу -NH2 и т.д.

Пенообразующая сила связана с длиной молекулы

CH3OH<C2H5OH<C3H7OH<C4H9OH, в данном ряду увеличивается пенообразующая сила

В основном применяют вещества с -ОН группой, так как другие группы сочетают свойства собирателей и пенообразователей, что затрудняет селективную флотацию, а также используют сосновое масло (перегонка с водяным паром древесной смолы) и содержащие в своём составе ароматические спирты: крезол

и др.

Основные факторы, влияющие на процесс флотации.

1. Качество измельчения сырья (частицы должны быть одного размера)

2. Температура пульпы (температура = 12-15°С, так как адсорбция лучше при низких температурах)

3. Соотношение Ж-Т. в пульпе (практически используют Т:Ж = 1:2,5-6)

4. Кислотность среды, рН (добавки действуют только в определённой области рН)

5. Степень окисления граней минеральной поверхности (флотореагенты действуют на сам минерал, а не на его окисленную форму, а окисление начинается в процессе измельчения)

6. Правильность выбора схемы флотации (последовательность выделения компонентов). Например

7. Тип флотационных машин (способ подачи воздуха в пульпу, количество воздуха - 0,5-5 м3/на м3, размер пузырьков 0,5-5 мм)

На величину образующихся пузырьков влияет вязкость и плотность пульпы (соотношение Ж:Т)

Разделяют машины:

· корытного типа

· камерного типа

· пневматического типа

Рассмотрим одну из машин.

1 - желоб для сбора концентрата

2 - лопатки для сгребания пены

3 - шпеллер с радиальными лопатками

4 - корпус ванны

5 - выход хвостов

Воздух в машине подаётся путём засасывания импеллером. Пузырьки поднимаются на поверхность, где сгребаются вместе с концентратом в желоба. Хвосты удаляются из нижней части ванны.

Массообменные процессы

Процессом массообмена называется диффузионный переход одного или нескольких компонентов бинарных или многокомпонентных смесей из одной фазы в другую: из газовой в жидкую или твердую, из жидкой в твердую или другую жидкую и т.д. Различают односторонний или двухсторонний Варианты массобмена.

В общем случае процессы масообмена происходят в три стадии:

1. Диффузия вещества в объеме одной фазы по направлению к межфазной поверхности;

2. Диффузия через межфазную поверхность;

3. Диффузия в объеме второй фазы.

Массообмен характеризуется количеством вещества М, переходящего из одной фазы в другую за время ф, пропорционально движущей силе Д и площади межфазной поверхности:

М = к · Д · F · ф

к - коэффициент массопередачи, характеризует количество вещества переходящего из одной фазы в другую через 1 м2 за 1 сек при Д = 1. Д - имеет иные разности концентрация между фазами.

К процессам массообмена в химической технологии относят: сушку, абсорбцию, адсорбцию, ректификацию и экстракцию.

Разделение неоднородных систем

Неоднородными называются системы, компоненты которых находятся в различных агрегатных состояниях, причем один из них состоит из мелких частиц. Эти частицы образуют дисперсную фазу, а среда в которой они содержатся - дисперсионная среда.

Система жидкий-твердый называют суспензией,

Система жидкий-жидкий называют эмульсией,

Система газовый-твердый называют газовзвесью.

Разделение неоднородных систем на их компоненты, практикуется во многих химических производствах, осуществляется методами, основанными либо на разности плотностей фаз - отстаивание, либо на задержании твердой фазы пористой перегородкой - фильтрование. Разделение газовзвесей производится также и в электрическом поле.

Разделение жидких систем

1. Отстаивание.

Для процессов отстаивания в промышленности применяют различные виды отстойников: периодического и непериодического действия. Движущей силой отстаивания является разность плотностей ст-сж

В процессе отстаивания на частицу действует две силы: тяжести (P) и сопротивления среды (S).

d - диаметр частицы, ст , сж - плотности твердых и жидких веществ. Сила сопротивления среды определяется законом Стокса:

з - вязкость среды, V0 - скорость отстаивания.

При гравитационном отстаивании, при равновесии этих сил Р=S происходит осаждение твердой фазы со скоростью V0

 =>

Периодический отстойник представляет собой вертикальный сосуд с конусным дном. Разрушением суспензии по истечении определенного отрезка времени разделяется на осветленную жидкость (верхний слой) и осадок (нижний слой). После удаления осветленной жидкости (насосом) выгружают осадок и процесс повторяется.

Отстойник непрерывного действия представляет собой цилиндрический сосуд диаметром около 120 м с корпусным дном, по оси которого расположен медленно вращающийся вал, несущей лопатки. Суспензия непрерывно поступает в центральную часть аппарата, сгущенный осадок с помощью лопаток удаляется через штуцер, а осветленный слой через боковой желоб.

Максимальная скорость осаждения V0 достигается при свободном осаждении, когда концентрации твёрдой фазы < 5%. При большой концентрации скорость падает из-за взаимодействия частиц. Скорость стесненного осаждения

V = V0 (1-с)n

c - объемная концентрация.

Центрифугирование

Центрифугирование - это осаждение под действием действием центробежных сил. Оно применяется для разделения суспензий с объемной концентрацией твёрдой фазы до 40%, состоящей из частиц диаметром 0,005-1,0 мм, т.е. в тех случаях, когда отстаивание невозможно из-за низкой скорости осаждения.

При центрифугировании достигается большая степень обезвоживания осадка и большая степень разделения Ж-Т. Осаждение в центрифугах происходит под действием на частицу центробежной силы

m - масса частицы, r - радиус вращения, щ - линейная скорость вращения. Учитывая, что

,

где R - радиус частиц, а также g?р2, R?r получим

Из этого уравнения видно, что скорость осаждения частиц легче увеличить, увеличивая обороты центрифуги, а не их размеры. В практике центрифугирования, обычно, c>>Р, и их отношение называют фактором разделения Ц.

У нормальных центрифуг Ф<3500 и n=3-5 тыс. оборотов. У суперцентрифуг Ф >3500 и n=50 000 оборотов. Различают центрифуги периодического и непрерывного действия, на подробностях строения которых мы останавливаться не будем.

Фильтрование

Фильтрованием называется процесс разделения суспензий при помощи пористой перегородки, задерживающей твердую среду и пропускающей жидкую. Осевший на перегородке слой твердых частиц называют осадком, а прошедшую жидкость - фильтратом.

В промышленности применяются фильтры периодического и непрерывного действия, работающие либо под вакуумом, либо под избыточным гидравлическим давлением.

При фильтровании линейная скорость течения жидкости через одиночный капилляр фильтра подчиняться уравнению Пуазейля:

где р1-р2 - разность давлений на концах капилляра, dk - диаметр капилляра, з - вязкость жидкости, l - длина капилляра. Количество фильтрата, прошедшего через фильтр в единицу времени равно

где m - живое сечение фильтра. Примем, что l ~ h - ширине осадка l = вh, dk ~ d - диаметру частиц dk = 2d

- уравнение скорости фильтрации.

Из уравнения следует, что V зависит от

1. движущей ими фильтрации Д P

2. диаметра частиц.(необходимо получить крупнокристаллические осадки, мелкокристаллические забивают фильтр)

3. живого сечения фильтра.

4. вязкости (применяют подогрев раствора)

5. толщины осадка.

В общем виде уравнение фильтрации можно записать:

где k - удельный коэффициент скорости фильтрации

или

где - удельное сопротивление осадка

Для расчета фильтров используют видоизмененное уравнение



где Rф - сопротивление фильтра

На практике встречаются три режима фильтрования.

1. при ДP = const

2. при =const

3. при одновременном изменении ДP и

Используют следующие типы фильтров.

1. периодического действия.

- нутч-фильтры

- фильтр-приемы

- меточные фильтры

- патронные фильтры

2. непрерывного действия.

- барабанные

- дисковые

- карусельные

- ленточные.

Рассмотрим схемы основных фильтров.

НУТЧ - ФИЛЬТР. Это вертикальный цилиндрический корпус, разделенный фильтром на 2 части. Суспензия загружается в верхнюю часть, фильтрат собирается в нижней части. После промывки осадок выгружается и цикл повторяется. ДP создается либо вакуумированием нижней камеры, либо подачей сжатого газа в верхнюю.



БАРАБАННЫЙ ФИЛЬТР

Состоит из цилиндрического барабана с прерфорированной сменой покрытой фильтрованной тканью, погруженной на 0,3-0,4 длины в корыто с суспензией. Барабан разделен радиальными пергородками на 12 секций и медленно вращается на валу.

Процесс включает 7 стадий:

1. образование осадка,

2. 1-е обезвоживание,

3. промывка осадка,

4. 2-е обезвоживание,

5. разрыхление осадка,

6. счет осадка,

7. регенерация.

В последнее время также широко используют фильтрование в центрифугах.

Разделение газовзвесей

Очистка промышленных газов от взвешенных в них частиц производится для уравнивания ценных продуктов и общей очистки воздуха и производится под действием сил тяжести, инерционных, электростатических сил, а также путем фильтрации.

1. Гравитационное осаджение.

Гравитационное осаждение происходит в пылеосадительных камерах, аналогичных газоотстойникам гравитационного разделения и эффективно применяется в случае крупных частиц пыли.

2. Разделение в поле центробежной силы.

Оно осуществляется в аппаратах - циклонах, состоящих из цилиндро-конического корпуса диметром до 1 м, снабженного сверху тангенциально расположенным штуцером для закручивания входящего потока газовзвеси. Нижний штуцер предназначен для отвода пыли. Входящая струя газовзвеси закручивается штуцером и по периферии конуса поступает в его нижнюю часть. При этом пыль отбрасывается центробежной силой к стенке и стекает в нижний штуцер, а очищенный газ по газоотводящей трубке (по центру конуса) выходит из аппарата. Циклоны эффективно работают при размерах пыли не менее 50-10 мкм. Скорость вхождения газовзвеси 20-25 м/сек.

3. Разделение в электрическом поле.

Оно осуществляется в аппаратах - электрофильтрах, действие которых основано на ионизации молекул и газа, попадающих в электрическое поле. Схема действия электрофильтра следующая. Между двумя электродами: положительным в виде пластики или трубы и отрицательным в виде тонкой проволоки пропускают постоянный ток напряжением 40-100 кВ. Вокруг отрицательного электрода возникает короткий разряд, и происходит ионизация молекул газа, которые притягиваются соответствующими электродами.

A2 А+ + А-

А2 2А (диссоциация)

А- +А А2 + з

Поскольку отрицательные частицы (особенно з) более подвижны и проходят больший путь, то частицы пыли заряжаются преимущественно отрицательно и притягиваются, в основном, положительным электродом, который называется осадительным. Отрицательный электрод называется коронирующим. Для улучшения проводимости газов его увлажняют, тогда осаждение пыли происходит интенсивнее.

На частицу в электрическом поле действуют 2 силы - сила электрического поля и сила сопротивляется (по закону Стокса):

Рэл = еЕ, e - заряд з, Е - напряженность поля.

S = 3рзdVос, з - вязкость газа, d - диаметр частиц пыли, Vос - скорость осаждения частиц.

При равновесии этих сил происходит осаждение частиц со скоростью Vос. Для N частиц

Рэл = S => NеЕ = 3рзdVос =>

Поэтому скорость осаждения будет зависеть от напряженности поля, вязкости смеси и диаметра частиц.

Электрофильтры эффективны для частиц пыли диаметром <10мкм, когда неприменимы ни гравитационные, ни центробежные силы. Для разделения газовзвесей используют электрофильтры двух модификаций: трубчатки и пластинчатые, которые схематично можно представить следующим образом. Газовзвесь поступает в плоский бункер, проходя через коронирующие электроды, ионизируется, и пыль оседает на поверхности труб или пластин. Периодически встряхивая осадительные электроды молотками, удаляют пыль из системы. Таким путем можно удалять из газа не только пыль, но и влагу.



Трубчатый электрофильтр представляет собой вертикальную камеру 1, в которой установлены осадительные электроды 2, выполненные в виде круглых или шестигранных труб. В качестве коронирующих электродов служат проволоки 3, натянутые по оси осадительных труб. Коронирующие электроды прикреплены к раме 4, подвешенной на изоляторах, а снизу связаны общей рамой 5, что предотвращает колебания электродов. Запыленный газ входит в электрофильтр через газоход 6. Для равномерного распределения газа по трубам служит газораспределительная решётка 7. Очищенный газ удаляется по газоходу 8, а пыль собирается в нижней части электрофильтра и периодически удаляется через отверстие в его днище.

В трубчатых электрофильтрах некоторых конструкций решётка и осадительные электроды периодически встряхиваются при помощи специальных молотков.

В пластинчатом электрофильтре осадительные электроды 2 представляют собой параллельные гладкие металлические листы или натянутые на рамы сетки, между которыми подвешены коронирующие электроды 3 в виде нихромовых и фекралевых проволок. Для очистки горячих газов применяют осадительные электроды, имеющие форму волнистых листов или прутков, что предотвращает их коробление. Существуют вертикальные пластинчатые электрофильтры (с движение газов сверху вниз) и горизонтальные (с горизотнальным ходом газов).

Трубчатые электрофильтры имеют большую производительность, чем пластинчатые, но последние более компактны и доступны для удаления пыли.

Сравнительная характеристика газоосадителей.

Пылеосадительные камеры 40-60%

Циклоны 90%

Электрофильтры 95,5%

Выпаривание

Выпариванием называется процесс концентрирования растворов твердых веществ, при температуре кипения путём частичного удаления растворителя в парообразном состоянии. В подавляющем большинстве случаев выпариванию подвергают водные растворы и удаленный растворитель представляет собой водный пар, носящий название вторичного пара.

Концентрирование растворов методом выпаривания - один из наиболее распространенных для жидких систем, однако он чрезвычайно энергоёмок и требует для аппаратурного оформления высоколегированных сталей и других металлов (Ni, Cr и т.д.). При выпаривании из раствора сначала удаляют растворитель до той степени, чтобы не выпадал осадок, затем кристаллизацией (если необходимо) выделяют чистое твёрдое вещество. Греющим реагентом в аппаратах является водяной пар, энергия которого и расходуется на выпаривание.

Пусть у нас имеется раствор с начальной концентрацией ан. При выпаривании его концентрация повышается до ак, а масса уменьшается с Sн до Sк (растворитель улетучивается). Так как растворенное вещество практически нелетучее, то разность Sн-Sк = W, где W - количество испаренной воды. Из условия постоянства количества растворенного вещества в исходном и концентрированном растворах следует:

анSн = акSк или учитывая, что Sк = Sн-W

анSн = ак(Sн-W) =акSн-акW

Отсюда, количество воды (W), которое необходимо выпарить для увеличения концентрации от ан до ак равно

W = Sн(1-ан/ак)

Из формулы следует, что одинаковой степени концентрирования соответствует одинаковое количество испаренной воды независимо ан.

Выпаривание проводят при атмосферном давлении, повышенном и пониженном давлении. При выпаривании под атмосферном давлении образуется вторичный пар, который либо выпускают в атмосферу, либо регенерируют его тепло. При выпаривании в вакууме появляется возможность снизить температуру кипения, что важно для легко разлетающихся веществ. При выпаривании под повышенным давлением вторичный пар может быть использован вторично при многокамерной выпарке. Эта система очень экономична.

Выпарные аппараты состоят из двух частей:

1. кипятильник (греющая камера)

2. сепаратор (пространство, в котором вторичный пар отделяется от раствора)

Раствор должен все время циркулировать через кипятильник, чтобы испарение было равноме6рно по объему. В промышленности применяют аппараты с естественной и принудительной циркуляцией.

Естественная циркуляция осуществляется по принципу теплового насоса. Переток раствора осуществляется за счет различной плотности в коленах «насоса» (образующиеся пузырьки понижают плотность раствора). Для естественной циркуляции необходимо:

1. Достаточная высота раствора в циркуляционной трубе (движущая сила процесса gH(ст -сп-ж)).

2. Достаточно интенсивное парообразование в кипятильной трубе.

Сами аппараты для выпаривания можно представить следующим образом

Наиболее выгодны многоступенчатые выпарные аппараты, так как они значительно экономят энергию.

Сушка

Сушкой называется процесс удаления влаги из твердых материалов с использованием тепловой энергии. Вследствие большой величины удельной теплоты парообразования воды высушивание является дорогим процессом. Поэтому перед сушкой из материала вначале удаляют влагу фильтрованием или центрифугированием.

Методы сушки, используемые в промышленности, различаются способами подвода тепла к материалу и различают следующие методы:

1. конвективная сушка - сушка при непосредственном контакте с нагретыми газами.

2. контактная сушка - сушка в вакууме с передачей тепла от теплоносителя через стенку.

3. терморадиационная сушка - сушка тонколистовых материалов с использование инфракрасного излучения.

4. высокочастотная сушка - сушка толстолистовых материалов ТВЧ (для диэлектриков).

5. сублимационная сушка - для плазмы крови и подобных препаратов. Испарение влаги из замороженных материалов в вакууме.

А теперь рассмотрим основные теоретические положения сушки материалов.

Влагосодержащие материалы ч (хи) - масса влаги (а), содержащаяся в материале и отнесённая к массе сухого материала

Влагосодержание воздуха ч (хи) - масса пара в 1 м3 влажного воздуха (Сп) отнесённая к массе сухого воздуха в 1 м3 влажного воздуха (Св)

с другой стороны:

где у - мольная концентрация пара в воздухе, а Мп и Мв - мольные массы пара и воздуха.

или

где Pп - парциальное давление пара в воздухе, P - общее давление

В насыщенном паром воздухе

р - упругость насыщенного пара.

Рассматриваем сушилку непрерывного действия.

Количество влаги испарившейся из материала равно

W1 = Gм(чн- чк)

Эта влага перейдёт в воздух, и его влагосоединение повысится и составит:

W2 = Gв(чк- чн)

Тогда материальный баланс (W1 = W2) можно записать следующим образом

Gм(чн- чк) = Gв(чк- чн)

Количество тепла, которое потребуется на испарение W кг влаги будет равно.

Q1 = Wrt = Gм(чн- чк)rt

где rt - теплота парообразования при t°С. Это тепло берется от теплого воздуха

Q 2 = GвСp вл(t н - t к)

где Сp вл - теплоемкость влажного воздуха. Тогда при Q1 = Q2

Gм(чн- чк) = GвСp вл(t н - t к)

Из этого уравнения определяют количество газа (воздуха) необходимого для осушки G кг материала.

Кинетика сушки

Когда материал соприкасается с горячим газом, в котором парциальное давление пара Рn меньше, чем упругость насыщенного пара р над поверхностью материала, то за счет разности р-Рn происходит диффузия пара с поверхности в объем воздуха. При этом влагосодержание материала понижается.

I период - период внешней диффузии

II период - период внутренней диффузии

Точка 1, отделяющая I период от II называется критической точкой, ей соответствует чкр

Предел высушивания не означает полного удаления влаги из материала (ч?0). Когда устанавливается равновесие Рn = р, то движущая сила процесса равна 0 и скорость равна 0. В материале остается при этом равновесное количество влаги чравн. Оно обусловлено наличием большого количества мелких капилляров, в которых ркап<р, удержанием влаги осмотическими силами (для веществ растительного и животного происхождения, естественной гигроскопичностью материала и т.д.)

I период

В этот период вся поверхность покрыта влагой. Скорость диффузии влаги равна скорости испарения воды с поверхности высушиваемого материала

Скорость сушки.

где р - давление насыщенного пара над влажной поверхностью, Рр - парциальное давление пара в газе, в - коэффициент массопередачи, F - поверхность материала.

Факторы, определяющие этот период сушки следующий:

1. Влажность газа (Рп). Чем суше газ, тем больше движущая сила процесса, а значит и больше скорость сушки.

2. Температура газа. Чем выше t° газа, тем выше при t° поверхности материала, и, следовательно, выше р.

3. Скорость движения газа. Увеличение скорости потока влечет за собой уменьшение ламинарного слоя на материале и ускорения процесса сушки.

4. Поверхность испарения.

II период

В этот период влага диффундирует из внутренних слоев тела в наружные. В этот период диффузия не является хаотическим процессом, а имеет определенный механизм. Вода перемещается к поверхности пористого материала под действием капиллярных сил. Изменение скорости сушки зависит от того, как скоро, в сравнении со скоростью испарения, влага будет диффундировать из внутренних слоев в наружные. Скорость сушки определяется уравнением

ч, чр - действительное и равновесное влагосодержание .

И процесс сушки зависит от

1. Структуры высушиваемого материала (кварц - 1 период, кирпич - 2 периода)

2. Размера кусков материала.

3. Скорости подачи газа, его влагосодержания, t° и т.д.

Самые распространенные для многотоннажного производства сушилки конвективного типа.

Барабанная сушилка представляет собой цилиндрический наклонный барабан 4 с двумя бандажами 3, которые при вращении барабана катятся по опорным роликам 6. Материал поступает с приподнятого конца барабана через питатель 2, захватывается винтовыми лопастями, на которых он подсушивается, после чего перемещается вдоль барабана, имеющего угол наклона к горизонту до 6°. Осевое смещение барабана предотвращается упорными роликами 8. Материал перемещается в сушилки при помощи внутренней насадки 10, равномерно распределяющий его по сечению барабана. Газы поступают из топки 1, примыкающей к барабану со стороны входа материала и снабжённой смесительной камерой для охлаждения газов до нужной температуры наружным воздухом. Высушенный материал проход через подпорное устройство в виде сменного кольца или поворотных лопаток, посредством которого регулируется степень заполнения барабана, обычно не превышающая 20-25% его объёма. Готовый продукт проходит через шлюзовый затвор 9, препятствующий засосу наружного воздуха в барабан и удаляется транспортёром (на рисунке не показан). Газы просасываются через барабан с помощью дымососа 11, установленного за сушилкой. Для улавливания из газов пыли между барабаном и дымососом включён циклон 7. Барабан приводится во вращение при помощи зубчатого венца 5, который находится в зацеплении с ведущей шестернёй, соединённой через редуктор с электродвигателем. Скорость вращения барабана зависит от угла его наклона и продолжительности сушки. Обычно барабан делает 1-8 об/мин.

Эффективная сушка многих материалов возможна в кипящем слое. Принципиальная схема сушки топочными газами в кипящем (псевдоожиженном) слое показана ни рисунке ниже. В камере смешения 2 топочные газы смешиваются с воздухом, нагнетаемым вентилятором 1, и поступают в нижнюю часть сушилки, представляющей собой цилиндрическую или прямоугольную сушильную камеру 3 с газораспределительной решёткой 4. Высушиваемый материал подаётся питателем 5 в верхнюю часть камеры 3 и образует кипящий слой в восходящем токе газа, проходящего сквозь отверстия решётки 4. Высушенный материал пересыпается через порог 6 в сборник 7. Твёрдые частицы, уносимые потоком сушильного агента, отделяются в циклоне 8. В кипящем слое происходит быстрое выравнивание температур твёрдых частиц и сушильного агента и достигается весьма интенсивный тепло- и массообмен между твёрдой и газовой фазами, в результате чего сушка заканчивается в течение нескольких минут.

Абсорбция

Абсорбция - процесс поглощения газов жидкими носителями - абсорбентами. Абсорбция применяется для очистки коксовых газов, от NH3, очистки коксовых газов от Н2S, SO2, и т.д. (получение HCl, H2SО4, HNO3)

Абсорбция протекает на границе раздела фаз, и поэтому должны быть развита поверхность контакта. Если в сосуд поместить газ с концентрацией газа Сг и Р, то газ будет растворяться в жидкости. По мере его накопления в жидкости увеличивается и обратный процесс - десорбция. Затем наступает динамическое равновесие, которое выражается законом Генри:

C = HC или C = H'P

H, H' - коэффициенты Генри, P - парциальное давление газа

или

Если выразить P = Pобb, где b - долевая концентрация газа, то

C = Н'Pобb

То есть равновесная концентрация газа в жидкости, достигаемая при одном и том же составе газа, пропорциональна общему давлению газа. Кинетика абсорбции, как процесс перехода молекул газа в жидкую среду, характеризуется тремя стадиями.

1. Диффузия молекул газа из объема к поверхности жидкости.

2. Распределение молекул газа в поверхностном слое.

3. Диффузия растворенных молекул газа из поверхностного слоя в объем жидкости.

Первая стадия протекает за счет разности концентрации газа в объеме и поверхностном слое жидкости. Это типично диффузионный процесс.

где gг/ф - скорость поглощения, вг - коэффициент массопередачи в газовой фазе, F - поверхность жидкости, Сг и С'г - концентрации газа в объеме и поверхностном слое газа.

Вторая стадия является быстрой и не лимитирует скорость всего процесса. В этой стадии на поверхности достигается равновесие, записываемое по закону Генри.

C'ж = HC'г

C'ж и C'г - концентрации газа в поверхностном слое жидкости и поверхностном слое газа.

Третья стадия также является диффузионным процессом

- скорость диффузии в жидкой среде

где вж - коэффициент массопередачи в жидкой фазе, F - поверхность, C'ж и Сж - концентрации газа в поверхностном слое и объёме жидкости.

При установившемся режиме абсорбции

C'ж = HC'г, , отсюда

|*H

Теперь почленно сложим 2 уравнения

HCг-C'ж = +

C'ж-Cж =

HCг-Cж =

- коэффициент скорости массопередачи

- общая формула скорости абсорбции. Она упрощается, если исходить из растворимости газов в жидкости.

Если газ малорастворима в жидкости, то

С'г ? Сг, откуда НCг ? C'ж и Н - мало

тогда => K ? вж

и общее уравнение абсорбции

то есть скорость процесса абсорбции малорастворимого газа будет лимитироваться скоростью процесса в жидкой фазе.

1. Если газ хорошо растворим в жидкости

Сж ? С'ж, откуда Cж ? HC'г => ?C'г

Н - велико,

=> K > вг

тогда

и общее уравнение абсорбции

то есть скорость процесса абсорбции хорошо растворимого газа определяется скоростью процесса в газовой фазе.

2. Химическая абсорбция.

, так как Сж = 0

в растворе химическое взаимодействие

Аппараты для абсорбции называются абсорберами. Они подразделяются на:

1. Поверхностные.

В абсорберах этого типа поверхностью соприкосновения фаз является зеркало жидкости или поверхность протекающей жидкой плёнки.

Абсорбер выполнен из ряда расположенных друг над другом элементов 1, орошаемых снаружи водой. В каждом элементе имеется порог 2, посредством которого поддерживается определённый уровень жидкости. Абсорберы данного типа малоэффективны и имеют ограниченное применение, главным образом для абсорбции небольших количеств хорошо растворимых газов (получение HCl).

Плёночные.

Устройство работы показанного на рисунке абсорбера следующее. Поглотитель поступает на верхнюю трубную решётку, распределяется по трубам и стекает по их внутренней поверхности в виде тонкой плёнки. Газ движется по трубам снизу вверх навстречу стекающей жидкой плёнке.

Для отвода выделяющегося при абсорбции тепла по межтрубному пространству. Пропускают воду или другой охлаждающий агент.

Абсорберы данного типа применяются для абсорбции плохо растворимых газов. Жидкостная пленка тонкая и обновление поверхности высокое.

Насадочные.

Они представляют собой колонны, загруженные насадкой - твёрдыми телами различной формы. При наличии насадки увеличивается поверхность соприкосновения газа и жидкости.

На насадочном абсорбере, показанном на рисунке, насадка 1 опирается на решётки 2, в которых имеются отверстия для прохождения газа и стока жидкости. Газ поступает в колонну снизу и движется вверх противотоком по отношению к жидкости. Подаваемая на насадку жидкость должна быть равномерно распределена по сечению колонны. Для подачи жидкости применяют желоба, дырчатые трубы и другие устройства. В абсорбере, показанном на рисунке, жидкость подаётся на насадку при помощи распределительного стакана 3 (брызгалка), в котором имеется большое количество отверстий диаметром 3-6 мм. Жидкость поступает в распределительный стакан из напорного бака или подаётся непосредственно насосом и вытекает из отверстий стакана отдельными струями. Для предотвращения растекания жидкости к стенкам, иногда насадку засыпают не сплошь на высоту, а виде отдельных слоёв как показано на рисунке. Высота отдельных слоёв 1,5-3 м. Для перераспределения жидкости и отвода её от стенок под каждым слоем насадки, кроме нижнего, устанавливают направляющий конус 4.

Барботажные.

В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков воздуха. Такое движение газа называется барботажем.

На рисунке газ проходит через отверстия 1 диаметром 2-5 мм и барботирует через слой жидкости на тарелке. При нормальной работе колонны жидкость не протекает через отверстия, так как она поддерживается снизу давлением газа. Высота слоя жидкости на тарелке составляет 25-30 мм и определяется положением верхних концов переливных труб 2.

Преимуществами барботажных абсорберов являются хороший контакт между фазами и возможность работы при любом, в том числе и низком, расходе жидкости. Основные недостатки - сложность конструкции и высокое гидравлическое сопротивление, связанное при пропускании больших количеств газа со значительными затратами энергии на перемещение газа через аппарат. Поэтому барботажные абсорберы применяют преимущественной в тех случаях, когда абсорбция ведётся под повышенным давлением, так как при этом высокое гидравлическое сопротивление не существенно.

Адсорбция

Адсорбция - это процесс поглощения газов, паров и жидкостей твердыми телами. Процесс адсорбции обладает большой селективностью и обратимостью. Адсорбент способен поглощать лишь определенные вещества, которые затем могут быть выделены при десорбции.

Наиболее распространенными адсорбентами являются активированный уголь, силикагель, ионообменные столы, цеолиты и т.д., которые имеют высоко развитую поверхность

1 г угля - 1000 см2

1 г силикагеля - 500 м2

Процессы адсорбции протекают в неподвижном или подвижном адсорбенте и применяются для очистки и осушки газов, для разделения углеводородов и т.д. При адсорбции молекулы газов или жидкостей концентрируются на поверхности адсорбента под действием молекулярных сил притяжения, которые имеют по современные представлениям электрическую природу. Однако существует специфический тип адсорбции - хемосорбция, где происходит химическое взаимодействие газов с твердым материалом. В общем виде зависимость поглощенного вещества от парциального давления в газе выражаются изотермами Лэнгмюра, которые рассматривают подробно в курсе коллоидной химии.

Основные факторы, влияющие на процессы адсорбции, следующие:

1. Свойства адсорбента

2. Температура

3. Давление

4. Свойства поглощённых веществ.

Адсорбенты характеризуются динамической и статической активностью.

Динамическая активность - количество поглощенного вещества единицей веса адсорбента за время от начала адсорбции до проскока. Проскок - явление прохода газа через слой адсорбента без его адсорбции.

Статическая активность - количество поглощенного вещества единицей веса адсорбента за время от начала адсорбции до равновесия.

В технологии необходимый расход адсорбента определяют по динамической активности. Зависимость скорости адсорбции от парциального давления выражается эмпирическим уравнением

где q - количество адсорбированного вещества, G - количество абсорбента, K и n - коэффициенты.

Кинетика процесса адсорбции

Скорость адсорбции в общем виде определяется уравнением массопередачи



K - коэффициент массопередачи, C и C* - рабочая и равновесная концентрация.

Адсорбция складывается из следующих стадий:

1. Внешняя диффузия, т.е. диффузия молекул вещества из объёма к внешней поверхности абсорбента через окружающую плёнку.

2. Внутренняя диффузия, т.е. диффузия молекул вещества от внешней поверхности по порам к его эффективной адсорбирующей поверхности

3. Сорбция вещества на сорбирующей поверхности.

Последняя стадия - сорбция - считается почти мгновенной и не влияет на общую скорость процесса.

В случае адсорбции коэффициент массопередачи:

вг - коэффициент массопередачи в газовой фазе (жидкой), вт - коэффициент внутреннего массопереноса.

Коэффициент массопередачи при внешней диффузии вг учитывай перенос вещества к поверхности адсорбента в результате молекулярной и конвективной диффузии. На этот процесс существенное влияние оказывает гидравлический режим в жидкой или газовой фазе.

Вопрос об относительном влияния внешней и внутренней диффузии в каждом конкретном случае требует специального изучения. Как правило, при адсорбции крупнопористым адсорбентом сравнительно небольших молекул основное влияние оказывает внешняя диффузия. При использовании мелкопористых абсорбентов при абсорбции крупных по размеру молекул лимитирует скорость процесса внутренняя диффузия. Замечено также, что при первой стадии адсорбции лимитирующей стадией является внешняя диффузия, а при насыщении - внутренняя.

Наибольшее применение в промышленности получили адсорбционные установки периодического действия, состоящие из нескольких одинаковых аппаратов, любой из которых может отключаться в любой момент для регенерации. Рабочий цикл каждого аппарата состоит из трёх стадий:

1. Насыщение адсорбента

2. Десорбция поглощенного вещества

3. Охлаждение адсорбента

Адсорберы периодического действия представляют собой вертикальные или горизонтальные цилиндры, снабженные решетками, на которых располагается адсорбент. В аппаратах предусмотрены штуцеры для входа и выхода исходной и очищенной смеси, а также десорбирующего газа или водяного пара. Однако в аппаратах периодического действия адсорбент используется не полностью.

Этот недостаток исключен в адсорберах непрерывного действия с движущимся или «кипящим» слоем адсорбента. Последний непрерывно поступает сверху вниз навстречу потоку разделяемой смеси, проходит десорбер, затем поступает в бункер, а оттуда через холодильник возвращается в адсорбер.

Экстракция

Экстракцией - называется процесс разделения жидких и твёрдых смесей путем избирательного растворения одного или нескольких компонентов в жидкостях, называемых экстрагентами.

Применение:

1. в органическом синтезе

2. переработка нефти

3. поглощения ядерного горючего

4. получение чистых веществ различной природы и т.д.

Движущей силой экстракции, как и других массообменных процессов, является разность концентраций в обеих средах. При разделении жидкой смеси исходная жидкость обрабатывается экстрагентом, и в результате образуется экстракт - раствор извлечённого из смеси компонента в экстрагенте и рафинат - жидкость, обеднённая извлекаемым компонентом.

В общем случае к экстрагентам предъявляются следующие требования.

1. избирательность (способность растворять целевые компоненты)

2. химическая индифферентность

3. возможно низкая растворимость в жидкой смеси

4. доступность и низкая стоимость и т.д.

В технологическом отношении процесс экстракции состоит из 3-х последовательных операций

1. перемешивание исходной смеси с экстрагентом

2. механическое разделение экстрагента и рафината

3. регенерация экстрагента (ректификация, высаливание)

Рассмотрим схему экстракции.



I - обрабатываемая смесь

II - экстрагент

В процессе эктракции осуществляется непрерывный переход компонентов из одной жидкости в другую.

Скорость перехода компонентов из I в II равна

Обратный переход

KI, KII - константы скорости

При равновесии UI = UII => KICI = KIICII

K - коэффициент распределения

Процесс экстракции близок к процессу абсорбции, протекает по тем же стадиям:

1. Диффузия II компонента из объема I к поверхности раздела фаз.

вI - коэффициент скорости переноса в обрабатываемой жидкости.

2. Переход через границу раздела фаз - это быстрая стадия. Здесь осуществляется равновесие.

C = KC

3. Диффузия от границы в объем экстрагента

вII - коэффициент скорости переноса в объеме экстрагента.

При совместном решении уравнений устанавливается решение

- коэффициент скорости экстракции

Скорость экстракции зависит от

1. (KCI-CII), то есть от отдаленности от равновесия

2. поверхности раздела фаз

3. от температуры: при повышении температуры, повышается коэффициент диффузии и уменьшается з средн.

4. от перемешивания.

Рассмотрим 2 случая экстракции

I. Вещество плохо экстрагируется.

CI ? C => C? KCI

т.е. скорость экстракции будет определяться скоростью диффузии вещества в экстрагенте...