73 / 80
71
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 6, 2011
íèå äëÿ êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòà â îáðàáîòàííîé
æèäêîñòè ïðè
B
≠
–1:
Ïðè
B
= –1 êîíöåíòðàöèÿ êîìïîíåíòà â îáðàáî-
òàííîé æèäêîñòè
Êîíöåíòðàöèÿ êîìïîíåíòà â îòðàáîòàííîì ñîð-
áåíòå
Ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà ñîðáöèè òåì âûøå, ÷åì
íèæå êîíöåíòðàöèÿ
c
1out
â æèäêîé ôàçå îáðàáîòàí-
íîé òåêó÷åé ñðåäû. Îäíàêî ïðè ýòîì íóæíî ñòðå-
ìèòüñÿ òàêæå ê íàèáîëåå ïîëíîìó íàñûùåíèþ ñîð-
áåíòà öåëåâûì êîìïîíåíòîì.
Åñëè îáðàáàòûâàåìàÿ òåêó÷àÿ ñðåäà ñîäåðæèò
äèñïåðñíóþ òâåðäóþ ôàçó (ñóñïåíçèÿ èëè ïóëüïà),
òî ïðåäëîæåííûé ñïîñîá âîîáùå íå èìååò àíàëîãîâ.
Åñëè îáðàáàòûâàåìàÿ òåêó÷àÿ ñðåäà íå ñîäåðæèò
äèñïåðñíóþ òâåðäóþ ôàçó (æèäêîñòü), òî ïðåäëàãàå-
ìóþ ëèíèþ ðåàêòîð–ÊÌÎÀ ìîæíî ñðàâíèòü ñ èçâå-
ñòíîé ìíîãîñòóïåí÷àòîé ïðîòèâîòî÷íîé ëèíèåé
ñìåñèòåëü–ðàçäåëèòåëü (ðèñ. 2). Ïðåäïîëîæèì, ÷òî
â ïîñëåäíþþ ïîäàåòñÿ èñõîäíàÿ ïóëüïà ñîðáåíòà ñ
ðàñõîäîì
G
0
, ïîðîçíîñòüþ
ε
0
è êîíöåíòðàöèÿìè
a
0
è
c
0
îñíîâíîãî ñîðáèðóåìîãî êîìïîíåíòà â òâåðäîé è
æèäêîé ôàçàõ. Äëÿ ñðàâíèìîñòè ðåçóëüòàòîâ ïîëî-
æèì, ÷òî ïðîòèâîòîêîì â íåå ïîñòóïàåò îáðàáàòû-
âàåìàÿ æèäêîñòü (
ε
1
= l) ñ ðàñõîäîì
L
è êîíöåíòðà-
öèåé
ñ
1
in
=
c
1in
îñíîâíîãî ñîðáèðóåìîãî êîìïîíåíòà.
Òàê êàê äëÿ ñîðáöèè â ïðåäëàãàåìîé ëèíèè ñóñ-
ïåíçèÿ ñîðáåíòà èìååò ìèíèìàëüíóþ ïîðîçíîñòü
(ïðåäåëüíî ãóñòàÿ), äîñòàòî÷íóþ äëÿ òðàíñïîðòè-
ðîâêè ïî òðóáîïðîâîäàì, äëÿ ñîïîñòàâèìîñòè ðå-
çóëüòàòîâ ìîæíî ïðèíÿòü, ÷òî â ìíîãîñòóïåí÷àòîé
ïðîòèâîòî÷íîé ëèíèè ñìåñèòåëü–ðàçäåëèòåëü íà
êàæäîé ñòóïåíè ñóñïåíçèÿ ñîðáåíòà ñãóùàåòñÿ äî òà-
êîé æå, êàê â ÊÌÎÀ, ïîðîçíîñòè
ε
2
è ñîîòâåòñòâåí-
íî íà âûõîäå èç ëèíèè ñóñïåíçèÿ îòðàáîòàííîãî
ñîðáåíòà èìååò îáúåìíûé ðàñõîä
D
è ïîðîçíîñòü
ε
2
.
Èç áàëàíñà ìàññû êîìïîíåíòà äëÿ ëþáîé ñòóïåíè
ñìåøåíèÿ-ðàçäåëåíèÿ ìíîãîñòóïåí÷àòîé ïðîòèâî-
òî÷íîé ëèíèè ñìåñèòåëü-ðàçäåëèòåëü èìååì
Lc
1
i-1
+
D
ε
2
c
2
i
+
D
(1–
ε
2
)
a
2
i
=
= Lc
1
i
+
D
ε
2
c
2
i-1
+
D
(l–
ε
2
)
a
2
i-1
,
(18)
ãäå
c
1
i-1
è
c
1
i
— êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòà â îáðàáà-
òûâàåìîé æèäêîñòè íà âõîäå è âûõîäå
i
-é ñòóïåíè;
c
2
i
,
a
2
i
,
c
2
i-1
,
a
2
i-1
— êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòà â æèä-
êîé è òâåðäîé ôàçàõ ñóñïåíçèè ñîðáåíòà ñîîòâåòñò-
âåííî íà âõîäå è âûõîäå
i
-é ñòóïåíè, êã/ì
3
.
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî òâåðäàÿ è æèäêàÿ ôàçû ïðèáëèæåí-
íî íàõîäÿòñÿ â ðàâíîâåñèè, à òàêæå ÷òî íà âûõîäå
ñòóïåíè ñìåøåíèÿ-ðàçäåëåíèÿ êîíöåíòðàöèè êîì-
ïîíåíòà â îáðàáàòûâàåìîé æèäêîñòè è æèäêîé ôàçå
ñóñïåíçèè ñîðáåíòà ðàâíû, ò.å.
c
1
i
=
c
2
i-1
, ïîëó÷èì:
c
1
i-1
–(1+
βξ
3
)
c
2
i
+
βξ
3
c
1
i+1
= 0;
β
= 1–(1–
H
)(1–
ξ
2
/
ξ
3
);
i
= 1, …,
n
.
(19)
Åñëè ÷èñëî ñòóïåíåé ðàâíî
n
, òî èç (19) èìååì
n
óðàâíåíèé ñ
n
íåèçâåñòíûìè ïðè
ñ
1
0
=
c
1
in
,
c
2
n+1
=
c
2
in
.
Êîíöåíòðàöèÿ
c
2
in
è ïîðîçíîñòü
ε
2
îïðåäåëÿþòñÿ èç
(6), (7). Ðåøàÿ óðàâíåíèÿ (19), ïîëó÷èì ñëåäóþùèå
ñîîòíîøåíèÿ äëÿ êîíöåíòðàöèè êîìïîíåíòà â îáðà-
áàòûâàåìîé æèäêîñòè íà âûõîäå îäíî-, äâóõ- è òðåõ-
ñòóïåí÷àòûõ ëèíèé ñìåñèòåëü–ðàçäåëèòåëü:
Áîëåå ýôôåêòèâíûì ïðîöåññîì ÿâëÿåòñÿ òîò, â
êîòîðîì íèæå êîíöåíòðàöèÿ êîìïîíåíòà â îáðà-
( )( )(
)
{
( )
(
)
( )
}
(
)
( )( )(
)
{
( )
}
1out
3
0
2
3
1in
3
2
0
0
3
0
2
3
2
1 1
1 1 /
1
1
1 /
:
1
1 1
1 1 /
1
.
c
H
c
H H a
Be
H
e
α
α
α
α
⎡
⎤
= ε ξ + − ε
− − ξ ξ
+
⎣
⎦
⎡
⎤
+ − ε ξ − ξ − ε −
⎣
⎦
⎡
⎤
+ ξ + − ε
− − ξ ξ −
⎣
⎦
−ξ −
(15)
( )
{
( )( )(
)
}
( ) ( )( )(
)
{
}
1out
0
0
3
0
2
3
1in
3
0
2
3
2
1
1 /
1 1
1 1 /
:
1 1 1
1 1 /
.
c
A
H H a
H
c
A
H
A
⎡
⎤
= ξ − ε −
+
⎣
⎦
⎡
⎤
+ξ + − ε
− − ξ ξ
⎣
⎦
⎡
⎤
ξ + + − ε
− − ξ ξ − ξ
⎣
⎦
(16)
( )
(
) ( )( )(
)
2out
2out
0
0
1 1out
1in
2
0
2
3
1
1 /
.
1 1
1 1 /
a Hc
H H a c c
H
H
= =
⎡
⎤
ξ − ε −
− ξ +
⎣
⎦
=
⎡
⎤
ξ + ξ + − ε
− − ξ ξ
⎣
⎦
(17)
Смеше-
ние
Разде-
ление
Смеше-
ние
Разде-
ление
Смеше-
ние
Разде-
ление
Реа тор
L
1
,
c
1
out
L
,
c
1
out
L
2
,
c
1
out
G
0
,
c
0
,
a
0
,
ε
0
D
,
c
2
in
a
2
in
,
ε
2
c
2
n-1
c
1
i-1
c
1
n-1
a
2
n-1
c
2
i-1
a
2
i-1
c
2
i
a
2
i
c
2
1
a
2
1
D
,
c
2
out
,
a
2
out
,
ε
2
n
i
1
c
1
i
c
1
1
L
,
c
1
in
Ðèñ. 2. Ðàñ÷åòíàÿ ñõåìà íåïðåðûâíîé àäñîðáöèè â ëèíèè ñìåñèòåëü–ðàçäåëèòåëü
( ) ( )
in
out
1
1
1
1
3
2
1 1
;
1
c
c
c
= =
+ βξ − ξ
(20)
( ) ( ) (
)(
)
in
out
2
1
1
1
3
3
2
3
2
2
;
1
1
c
c
c
= =
+ βξ +βξ − ξ −βξ
(21)
( ) ( )
(
) (
)(
)
{
(
)
}
out
3
in
1
1
1
3
3
3
2
3
3
3
2
3
3
:
1
1
1
1
.
c
c
c
= =
⎡
⎤
+ βξ + βξ + βξ − ξ −βξ −
⎣
⎦
−βξ +βξ − ξ
(22)
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека