химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

пульсатор.

1-4

тируемой шнеком вниз. Здесь кристаллы расплавляются, причем часть продукта, обогащенного высокоплавким компонентом, отводится, а другая часть непрерывно вытесняется вверх и движется навстречу кристаллам. В этом противотоке кристаллическая фаза обогащается высокоплавким компонентом, а жидкая фаза обед-716 няется им и отводится сверху. Для устранения инкрустации аппарата шнеку сообщают иногда наряду с вращательным движением также вертикальную вибрацию. Шнековые кристаллизаторы оказались весьма эффективными в процессах разделения изомеров ксилола, глубокой очистки бензола, толуола, нафталина и др. Недостатком этих аппаратов является низкая производительность, обусловленная ограниченной поверхностью охлаждения (рубашкой) и, следовательно, их диаметра.

Поршневой кристаллизатор (рис. XV-21, б) имеет прямоточную зону охлаждения в виде горизонтального шнека с рубашкой, подающего исходный расплав в вертикальную зону массообмена (разделения), снабженную внизу плавителем. Продвижение кристаллов в этой зоне осуществляется поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. Достигнув плавителя в противотоке к восходящему маточнику, кристаллы расплавляются, причем часть этого расплава отводится в качестве конечного продукта, а другая часть движется вверх навстречу падающим кристаллам. Маточник под давлением поршня удаляется через фильтр. Опыт показывает, что эффективность рассматриваемых аппаратов не превышает двух ступеней равновесия, поэтому их применение целесообразно для разделения эвтектикообразу-ющих расплавов.

В отличие от поршневых аппаратов пульсационные кристаллизаторы (рис. XV-21, в) снабжены механическим или пневматическим пульсатором, способствующим одновременно продвижению кристаллов к плавителю и продавливанию маточника через фильтр, а также интенсивному массообмену между фазами. Зона массообмена часто снабжается нагревательной рубашкой с целью устранения инкрустации стенок. Частота пульсации колеблется в пределах 90—350 в минуту. Давление при пульсации изменяется в пределах 0,1—15 МПа. Диаметр колонны достигает 1 м.

Опыт показывает,-что в поршневых и пульсационных колоннах происходит нарастание содержания кристаллической фазы сверху вниз. В зоне плавителя образуется как бы пористый «под», препятствующий смешению высококонцентрированного ' продукта с маточником, стекающим из зоны охлаждения, но пропускающий обратный поток расплавленного продукта. Этот «под» непрерывно подплавляется снизу и наращивается сверху новыми порциями кристаллической фазы.

Эффективность рассматриваемых кристаллизаторов падает с уменьшением содержания кристаллической фазы в суспензии после зоны охлаждения, причем она находится в экстремальной зависимости от температуры в плавителе; каждому расплаву и рабочему режиму соответствует своя оптимальная температура.

717

6. Направленная кристаллизация

Рис. XV-22. Аппараты для направленной кристаллизации: а — горизонтальный кристаллизатор; б — вертикальный кристаллизатор; / — контейнер; 2 — стеклянная трубка; 3 — зона нагрева; 4 — зона охлаждения; 5 — хладоагеит.

Направленная 'кристаллизация, широко используемая для глубокой очистки небольших количеств органических и неорганических веществ от примесей, состоит в медленном перемещении расплава из зоны нагревания в зону охлаждения

(рис. XV-22). На границе этих двух зон происходит кристаллизация, фронт которой движется со скоростью перемещения контейнера с расплавленным веществом. При этом осуществляется перераспределение примесей по длине кристаллизующегося образца соответственно коэффициенту их распределения между фазами: R = а„/ам, где ак и ам — равновесные концентрации примесей в кристаллической и расплавленной фазах. Если концентрация примеси в исходном расплаве равна cF, то при R < 1 в начале образца ск < cF, а в конце его ск > cF. При R > 1 получим обратную картину. Разумеется, концентрация примеси изменяется по длине образца. По окончании процесса очистки часть закристаллизовавшегося вещества отделяется, а остальная часть может быть подвергнута вторичной очистке.

Процесс направленной кристаллизации осуществляется в горизонтальных (рис. XV-22, а) и вертикальных (рис. XV-22, б) аппаратах. В первом случае контейнер выполняется в виде лодочки, а во втором — в форме цилиндра диаметром от 5 до 30 мм. Материал контейнера зависит от свойств очищаемого вещества (температуры плавления, химической активности). Для органических веществ обычно применяют контейнеры из термостойкого стекла и кварца, для тугоплавких веществ — из керамики и графита.

Для теоретического расчета распределения примеси по длине образца примем, что коэффициент диффузии в твердой фазе равен нулю (отсутствует перераспределение компонентов), а на поверх718

ности раздела фаз достигается равновесие, т. е. о„ = Raa. Обозначив текущие концентрации примеси в расплаве и в элементарном объеме твердой фазы dVK соответственно через ям и о^, напишем дифференциальное уравнение материального баланса:

d (aHVu) + aKdVK = V„daM

страница 135
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


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

 

 

Реклама
олимпийский концерты 2017
http://taxiru.ru/nakladka-bokovaya/
заказ такси мерседес
яркие наклейки на стекло

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
(23.10.2017)