Zastosowanie układu strumienica-mikrofiltr do usuwania zanieczyszczeń z cieczy

Autor: Dziak J.

Liczba stron 273

Rok wydania 2019

Format B5

Oprawa miękka

Proces wymiany masy między dwiema niemieszającymi się cieczami wymaga: stworzenia warunków do uzyskiwania wysokich wartości współczynników wnikania masy w cieczach, rozwinięcia dużej powierzchni kontaktu faz i zapewnienia dużej różnicy potencjału chemicznego między fazami, dla transportowanego składnika. Różnicę potencjału chemicznego w procesach wymiany masy najczęściej wyraża się za pomocą różnicy stężeń przenoszonego składnika w rozważanych cieczach. Korzystne warunki wnikania masy i różnicy stężeń, uzyskuje się przez wytworzenie dużej burzliwości w płynach, między którymi zachodzi wymiana masy. Rozwinięcie dużej powierzchni kontaktu faz zapewnione jest przez rozprowadzenie jednej cieczy w drugiej w postaci małych kropel. Odpowiednia wielkość powierzchni kontaktu faz umożliwia często uzyskanie stanu równowagi fazowej (równowagowych stężeń w obu fazach, między którymi zachodzi wymiana masy) w krótkim czasie mimo małych wartości współczynników wnikania masy uzyskiwanych w niemieszających się cieczach.

 W publikacji przedstawiono efektywny sposób rozdzielania substancji w układzie ciecz-ciecz z użyciem układu aparaturowego strumienica-mikrofiltr. Zastosowanie strumienicy zapewnia wytworzenie dyspersji jednej fazy w drugiej w postaci kropel o wielkości mikronów, co pozwala uzyskać bardzo dużą powierzchnię kontaktu faz. Warunki pracy strumienicy powodują dużą burzliwość kontaktujących się cieczy, co wpływa korzystnie na szybkość transportu masy między fazami. Gdy proces transportu masy zostanie zakończony, należy rozdzielić powstałą w strumienicy emulsję. Ponieważ emulsja o wielkości kropel rzędu mikronów jest praktycznie niemożliwa do rozdziału przez odstawanie w warunkach działania sił grawitacji i wyporu, dlatego do rozdziału emulsji stosuje się efektywny sposób polegający na przepuszczaniu emulsji przez mikrofiltr. Wewnątrz materiału porowatego mikrofiltra zachodzi koalescencja małych kropel z wytworzeniem większych, które łatwo podlegają oddzieleniu na skutek działania sił grawitacji i wyporu.

Proces rozdziału substancji może być prowadzony w sposób ciągły, gdy przerabiane ciecze przesyłane są pompą w sposób nieprzerywany przez zbiorniki, z których w pierwszym umieszczona jest strumienica, a w drugim mikrofiltr. Każdy ze zbiorników wyposażony jest dodatkowo we własną pompę wymuszającą odpowiednią cyrkulację cieczy przez strumienicę lub mikrofiltr.