химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

го вещества и вычесть при положительной теплоте растворения.

Температура кипения раствора по высоте нагревательной камеры, строго говоря, не является постоянной, так как на нижние слои жидкости действует не только давление в сепараторе, но также гидростатическое давление вышерасположенных слоев кипящей жидкости. С другой стороны, восходящий поток раствора выпаривается при движении в нагревательных трубах, поэтому его температура кипения должна возрастать соответственно увеличению концентрации. Оба эти противоположные эффекты не поддаются теоретическому расчету, а их игнорирование не вносит существенной ошибки, если к тому же учесть, что теплота перегрева раствора в нижних слоях нагревательной камеры реализуется в виде самоиспарения на пути в сепаратор.

Температура вторичного пара на выходе из выпарного аппарата всегда ниже температуры кипения раствора, но несколько выше температуры, соответствующей давлению в сепараторе, т. е. вторичный пар всегда несколько перегрет. Теплота перегрева, однако, обычно очень мала, расчету не поддается, а пренебрежение ею практически допустимо. Поэтому в дальнейших расчетах будем считать вторичный пар насыщенным соответственно давлению в сепараторе.

В. ОДНОКОРПУСНЫЕ ВЫПАРНЫЕ АППАРАТЫ

Выпаривание растворов в аппаратах. В простейшем случае процесс выпаривания растворов осуществляется в одном (одно-корпусном) аппарате или в батарее параллельно действующих аппаратов, куда поступает SH кг раствора с начальной концентрацией а„ кг/кг. В результате испарения W кг воды масса раствора уменьшается до S„ кг, а концентрация повышается до ак кг/кг. Аппарат может работать либо в периодическом, либо в непрерывном режимах.

Возможны два варианта периодической работы однокорпус-ного выпарного аппарата: с понижением уровня выпариваемого раствора и с сохранением постоянного уровня. В первом случае раствор загружается в аппарат до определенного уровня, нагревается до начальной температуры кипения (соответственно его концентрации), выпаривается до требуемой конечной концентра394

395

ции, выгружается, вновь загружается, и операция повторяется. По второму варианту, после закипания загруженной порции раствора в аппарат непрерывно притекает исходный раствор в количестве, обеспечивающем постоянство уровня в аппарате, так что к концу процесса начальный раствор сменяется равным ему по объему концентрированным раствором.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА. Будем различать две последовательные стадии процесса: 1) нагревание загруженного количества раствора от его начальной температуры /я до начальной температуры кипения T'K; 2) выпаривание раствора, сопровождающееся непрерывным ростом температуры кипения до точки С, соответствующей конечной концентрации АК. Если поверхность нагрева аппарата равна F м2, то продолжительность первой стадии процесса т„ ч может быть найдена из уравнения теплопередачи: DQH = SUCH DT = KUF (T„ — T) dt,., откуда

DT

(a)I

где cn — удельная теплоемкость начального раствора (практически постоянная в стадии нагревания); ^п — температура насыщения (конденсации) греющего пара; Ка — коэффициент теплопередачи (практически постоянный).

Количество тепла, переданного раствору в стадии его нагревания, выразится так:

Продолжительность второй стадии процесса (выпаривания) тв, протекающей при непрерывном изменении коэффициента теплопередачи КВ, массы S, температуры кипения TK и удельной теплоемкости СК раствора, может быть найдена из уравнения: DQB = = KBF (TN — T„) DTB. Обозначив текущее значение энтальпии кипящей жидкости через g„ = CKTK и энтальпию вторичного пара через «'„, напишем выражение для DQB: DQB = IB DW + D (Q„S) — = IBDW + QKDS + SDQK.

Так как количество растворенного вещества в растворе постоянно на протяжении всего процесса выпаривания, то aHS„ = = AS = const и D (AS) = A DS + S DA = 0, откуда S = AHSJA и DS — —5 (DA/A) = aHS„ (DA/A2). Принимая во внимание, что DW = — DS, находим DQB = A„S„ [(TB — QR) (DA/A2) + DQJA].

DA

DQ«

? +

Г 'в — J KB(TA-TK]

Таким образом, искомая продолжительность рассматриваемой стадии процесса будет:

FT - f DQ" - с

Из выражений (а) и (в) находим полную продолжительность процесса т„ в аппарате с поверхностью нагрева F, т. е. т„ = тн +

396

.+ т„.-При этом заметим, что непосредственно из выражений (а) и (в) определяется произведение F (т., + tJ = FXA, что позволяет найти величину т„ при заданном значении F или же требуемую поверхность нагрева аппарата F при обусловленной продолжительности процесса т„.

Полный расход тепла во второй стадии процесса можно определить из уравнения теплового баланса:

Выразив W с помощью уравнения (VIП. 1) и обозначив теплоты кипящих растворов в начале и в конце стадии выпаривания через CJ-Y. ~ Q'x и CJ'K = QL, получим:

Q„ = S„ [(1 - оя/0„) (<в - Q + ?; - Q'K]

где T"^ — конечная температура кипения выпаренного (концентрированного) раствора.

Определяя теперь суммарный расход тепла на осуществление рас

страница 5
< 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
тумбы для обуви в прихожую недорого
прайс лист ремонт чиллеров
матрас орматек kids comfort 70x160 купить
билеты на спектакль экзюпери навстречу звездам

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
(20.08.2017)