Pulsasyonlu bir kolonda puls frekansına bağlı olarak kütle transfer değerlerinin ve kademe etkinliği değişimlerinin incelenmesi
Investigation of the variation of mass transfer rates and stage efficiency with pulse frequency in a pulsed column
Yazar: İ. METİN HASDEMİR
Danışman: PROF.DR. UMUR DRAMUR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1994
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kütle aktarımı = Mass transfer ; Puls = Puls ; Özütleme = Extraction

Özet:
Son yıllarda sıvı-sıvı ekstraksiyonunun, bir çözeltinin bileşenlerini ayırmada büyük endüstriyel öneme sahip olduğu kabul edilmektedir. Delikli-platolu ekstraksiyon kolonları yüksek ekstraksiyon etkinliği sağladığı için petrol rafinasyonu ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların endüstriyel ölçekteki uygulamaları sınırlıdır. Bununla beraber; destilasyon, buharlaştırma ve kristalizasyon gibi ayırma metotlarının uygun olmadığı durumlarda gözönüne alınmaktadır. Günümüzde sıvı-sıvı ekstraksiyonu, artan enerji maliyetlerinin sonucunda daha elverişli bir ortam bulmuştur. Bu, diğer ayırma işlemlerine karşı ekonomik bir alternatif olabilir. Sıvı-sıvı ekstraksiyonunun endüstriyel uygulamalarındaki gelişmeler araştırmalardaki artışa paraleldir. Kolona bir dış enerji ilavesiyle bir çok cihaz tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Pulsasyonlu platolu ekstraksiyon kolonları bu cihazlardan biridir. Pulsasyonlu platolu ekstraksiyon kolonları, radyoaktif maddelerin solvent ekstraksiyonu ile ayırma işleminin uygulandığı 1940'h yılların sonlarına kadar Kimya endüstrisinde nadir olarak kullanılmaktaydı. Bu tarihten itibaren pulsasyonlu delikli-platolu solvent ekstraksiyon kolonları radyokimyasal ayırma işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Nükleer endüstride cihaz büyüklüğü ve hacmi önemli bir ekonomik faktör olduğundan, pulsasyonlu kolonların küçük boyutlu ve yüksek etkinliğe sahip olmaları radyokimyasal ayırma işlemlerinin maliyetini büyük ölçüde azaltır. Bu çalışmada Asetik asid-Su-Benzil alkol üçlü sistemi kullanılarak delikli platolu pulsasyonlu bir kolonda puis frekansının değişmesinin kolon etkinliğine ve kütle transferine etkisi incelendi. Sabit sürekli akış oranlarında (solvent/rafmat=2.5) bir seri çalışmalar yapıldı. Bu çalışmaların verileri ve hesaplanan sonuçlar Tablo 3.3'de gösterildi ve Şekil-3.3,3.4,3.5 ve 3.6 da çizildi. Puls genişliği ve frekansındaki bir artışla ekstraksiyon etkinliğinin büyük ölçüde iyileştiği görüldü. Bununla beraber ekstraksiyon etkinliği en çok yüksek frekans ve genlikte azalmaktadır. Ulaşılabilen en yüksek ortalama plato etkinliği yaklaşık olarak %30'dur. -73-

Abstract:
SUMMARY INVESTIGATION OF THE VARIATION OF MASS TRANSFER RATES AND STAGE EFFICIENCY WITH PULSE FREQUENCY IN A PULSED COLUMN Liquid-Liquid extraction has in recent years assumed major industrial significance as a means of separating the components of a solution. Perforated-plate extraction columns are widely employed in petroleum refining and other industries, mainly because of the high order of extraction efficiencies encountered in this type of column. Its application on a indutrial scale has been limited. However, it has been considered only when separation by other methods such as distillation, evaporation, or crystallization are unsuitable. As a results of escalating energy costs, there is now a more favorable climate for liquid-liquid extraction. It can often be an economic alternative to other separation processes. The growth in the industrial application of liquid-liquid extraction has been paralleled by increased research. Many devices have been designed and invented to add outside energy column. The pulsed-plate extraction column is one of these devices. The pulsed-plate extraction column was seldom used in chemical industry until its application to solvent extraction separation for radioactive chemicals in the late 1940s. Since then, pulsed perforated-plate solvent extraction columns are widely used in radiochemical separation processes. Because size and space are important economical factors in the nuclear industry, the greater efficiency and smaller size of the pulsed columns greatly reduce over-all cost of radiochemical separations. In this study, the effect of pulse frequence change to the column efficiency and to the mass transfer by using of Acetic acid- Water-Benzyl alcohol ternary system in a pulsed perforated- plate column was examined. (feed solvent | = 2.5. feed raffinate J The data and calculated results of these runs are shown in Table 3.3 and plotted in Figures 3.3, 3.4, 3.5, 3.6. It was seen that extraction efficiency is greatly improved by an increase in either pulse amplitude or frequency. However, at very high frequency and amplitude extraction efficiency is reduced. The highest attainable average plate efficiency was about 30%. -74-