химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

остава раствора, внешних воздействий (механические, звуковые и другие импульсы, скорость и способ создания пересыщения, наличие растворенных газов и т. д.). В растворах, содержащих мелкие кристаллики или примеси, кристаллизация начинается при значительно меньшем пересыщении (С*кр — Ср) < (Скр — Ср), где Скр, СКр — критические концентрации гомогенной и гетерогенной нуклеации (зародышеобразования). Для всех технологических про

цессов должно быть обеспечено отсутствие зародышеобразования во всех аппаратах и коммуникациях кроме кристаллизатора-грану-лятора. В процессе по типу II при подаче раствора на поверхность слоя взвешенных гранул или инертных частиц доступимо зароды-шеобразование в каплях раствора во время их падения в над-слоевом пространстве кристаллизатора-гранулятора. Как правило, зародышеобразование должно происходить непосредственно в КС.

Критическое пересыщение связано с запаздыванием начала кристаллизации по сравнению с моментом образования пересыщенного раствора (период индукции) [4]. Общепринятого определения понятия «период индукции» до настоящего времени нет. Взаимосвязь СКр—Ср с периодом индукции тИНд и скоростью создания пересыщения в периодическом процессе изогидрической (т. е. политермической с неизменным количеством растворителя) кристаллизации (при охлаждении раствора) показана на рис. 6.4. В первом квадранте процесс изображен в координатах концентрация С — температура / и нанесены примерно параллельные зависимости Скр и Ср от температуры. В том же квадранте приведена рабочая линия процесса — от начальной точки / до момента начала гомогенной кристаллизации в точке 2 и окончания процесса в точке 3. В квадранте IV показан темп охлаждения раствора, на рисунке постоянный. По равновесным линиям квадранта I и линии охлаждения в квадранте IV с помощью вспомогательного квад

ранта II в квадранте III построены зависимости CP(TJ И CKP(TJ. Соответственно, предельные пересыщения находятся по оси С (в квадранте I или III), а период индукции по оси т (в III квадранте) — по точкам первого перегиба рабочей линии процесса и кривой равновесия СР (для данной температуры — в квадранте I и данного момента времени — в квадранте III).

Промышленные растворы, как правило, содержат посторонние примеси. При гетерогенной нуклеации предельное пересыщение ДСтах = С*к,р — Ср можно оценить по формуле [16]:

ДСтах = СрКМ {1 + 4,5 [1 - ехр (-12,5а)]}"1 (6.22)

1 (дСр\

где а =~с~ \~~gf~) ~~ относительное изменение растворимости с температурой;

М — молекулярная масса соли.

Для достаточно малого температурного интервала, согласно формуле (6.1)

а*А (6.23)

Эмпирический коэффициент К в (6.22) принимается для безводных солей К = 0,181 • Ю-3 ехр (0,060 при а < 0,08 и К = = 0,855-10-3-ехр(—0,0163/) при а ^ 0,08; для гидратированных солей К= 1,1-Ю-3 при а ^0,08 [16].

Пример 6.4 (расчет предельного пересыщения). Растворимость нитрата бария линейно зависит от температуры и при 40 °С равна приближенно 13% (масс.) [11]. Плотность раствора рж=П50 кг/м3. Согласно (6.5), Ср = = 1150(100/13 — I)-1 = 172 кг/м3. Температурный коэффициент растворимости нитрата бария можно приближенно принять А « 0,4, и тогда а = 2,33-Ю-3. Молекулярная масса нитрата бария М — 261,34. Согласно приведенным выше данным [16], К= 0,181 ? 10~3 ? ехр (0,06 • 40) = 2-10"3 и СРКМ = 172-2- 10~3Х Х261.34 = 90. Поправочный множитель в формуле (6.22) равен: 1 + 4,5[1 — ехр(—12,5-2,33-10~3)] = 1,135 и окончательно АСтах = 90-1,135-* = = 88 кг/м3.

Таким образом, в растворе нитрата бария, содержащем инертные твердые примеси или кристаллики нитрата бария, при температуре 40°С массовая кристаллизация начинается при концентрации С?кр== 172 + 88 = 260 кг/м .

Остаточную концентрацию при кристаллизации по типу I можно определить следующим образом [3, 16]:

АС0СТ« /С АСтах (6,24)

где Стах рассчитывается по (6.22), а К* принимается для одновалентных солей равным 0,2, для двух- и более валентных — 0,3, а для гидратированных солей 0,35.

Пример 6.5 (расчет остаточной концентрации маточного раствора и количества выделяющейся при кристаллизации по типу I соли). При кристаллизации нитрата бария (см. предыдущий пример) в изогидрическом режиме остаточная концентрация будет равна 0,3-88-4- 172 = 198 кг/м3, т.е. из каждого кубического метра раствора (при конечной температуре 40 °С) будет получено 88 — 0,3-88 = 61,5 кг/м3 соли. Если вместо изогидрического использовать изотермический или смешанный («адиабатический») процесс с выпариванием 50 % растворителя, остающийся избыток растворенного вещества по сравнению с равновесным составит 0,5-0,3-88 = = 13,2 кг/м3 исходного раствора и будет получено 88—13,2 «75 кг/м3 кристаллического продукта.

При кристаллизации по типу II или III жидкие стоки отсутствуют и будет получено 260 кг/м3 кристаллического продукта.

Расход теплоты (энергии) на кристаллизацию по типу I меньше, чем по типу II или III. Однако при кристаллизации по типу I обычно нужна последующая сушка кристаллического продукта, на что затрачивается дополнител

страница 139
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/
Компания Ренессанс фаворит лмп-11 - быстро, качественно, недорого!
цена билетов на концерт лепса в ноябре 2017г
столы для кухни китай интернет магазин

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.09.2017)