О распределении растворимых твердых частиц по времени пребывания
в каскаде аппаратов с перемешивающими устройствами
Федоров С.П., Шариков Ю.В, Лунев В.Д.
Перевод вещества из твердой фазы в раствор является важной составной частью ускорения
процессов химического взаимодействия реагирующих компонентов. При аппаратурном оформлении непрерывных процессов,
в которых лимитирующей стадией является растворение исходного сырья, необходима информация о функциях распределения
твердых частиц по времени пребывания в каскаде реакторов, позволяющая рассчитать оптимальный объем каскада и
технологический режим процесса.
Если частицы имеют нерастворимую основу (процессы выщелачивания и др.), то функции
распределения для частиц не отличаются от таковых для суспензии в целом, или жидкой фазы. В том случае, когда частицы
могут полностью растворяться в ходе процесса, вероятность их появления на выходе из каскада будет равна нулю начиная
с некоторого определенного для каждой данной частицы момента времени, зависящего от ее начального размера и скорости
растворения. Поэтому более мелкая частица с больней вероятностью может полностью раствориться в каскаде до ее
появления на выходе, чем более крупная. Таким образом, дисперсный состав исходного твердого компонента и скорости
растворение частиц оказывает существенное влияние на их функции распределения вероятностей времени пребывания в
каскаде реакторов. В силу сказанного выше, среднее время пребывания растворимых частиц в каскаде, принятое как для
среды в целом, оказывается значительно завышенным.
В данной работе на основании решения системы кинетических уравнений для функции плотности
распределения включений по размерам, описывающих процессы растворения полидисперсных систем в каскаде реакторов,
получены выражения для вероятностных характеристик времени пребывания растворимых твердых частиц в каскаде для
случая одинаковой движущей силы процесса во всех его ступенях. Отражено влияние дисперсного состава исходного сырья
и скорости растворения частиц на функции распределения вероятностей времени пребывания этих частиц в каскаде аппаратов.
Теоретически и непосредственными расчетами показано, что средние времена пребывания растворимых твердых включений и
суспензии в каскаде реакторов различаются между собой, приведено их сопоставление для различных значений степени
растворения сырья и различного числа ступеней в каскаде.
Полный текст опубликован в \\ Журн. прикл. химии, 1988, Т. 61, №8, С. 1816-1820.
