химический каталог




Промышленная кристаллизация

Автор В.И.Панов

продукта и величина пересыщения маточного раствора.

Теоретические зависимости сопоставлены с экспериментальными данными, полученными авторами.

40

dr dt

(1)

Настоящее исследование проведено с целью определения взаимосвязи основных параметров, характеризующих процесс кристаллизации в кристаллизаторе непрерывного действия с полным перемешиванием суспензии. Определяющими параметрами являются: а) среднее время пребывания суспензии в кристаллизаторе; б) содержание кристаллов в суспензии; в) температура суспензии в кристаллизаторе; г) интенсивность перемешивания суспензии в кристаллизаторе. К определяемым параметрам относятся гранулометрический состав продукта и величина пересыщения маточного раствора суспензии. Обычно при аналитическом описании -процесса кристаллизации принимают [1, 2], что скорость роста кристаллов и скорость образования зародышей кристаллов являются функциями величины пересыщения, которые с достаточной точностью могут быть аппроксимированы степенными функциями, т. е.

•k,sm

г — характеристический размер кристалла, м;

dr_ di

(2)

? скорость роста кристалла, м/сек;

где

s — пересыщение маточного раствора, кг соли/кг растворитель;

~—скорость образования зародышей, шт/(м3• сек); k2, m, р — константы.

Двух этих зависимостей наряду с предпосылкой об идеальном перемешивании суспензии достаточно для аналитического определения взаимосвязей между параметрами работы кристаллизаторов рассматриваемого типа.

Функция плотности распределения числа кристаллов по размерам }(г) определяется из условия баланса числа кристаллов в размерном интервале rs-r + dr.

dN, dt

(3)

Из зависимости (1) следует, что количество кристаллов, поступающих в единицу времени в рассматриваемую группу, равно:

= ffc6ujir) ktsm

где Л^общ —общее количество кристаллов в кристаллизаторе, шт.; / (г) — плотность распределения числа кристаллов по размерам, шт/м.

(4) 41

Аналогично, количество кристаллов, покидающих данную группу вследствие роста:

dN, dx

(5)

Количество кристаллов, выводимых из рассматриваемой группы с продукционной суспензией при условии идеального перемешивания:

= *овш у! (г) dr - N06m W- df

где q — поток исходного раствора, поступающего в кристаллизатор, м31сек\ V — рабочая емкость кристаллизатора, м3; т —среднее время пребывания суспензии в кристаллизаторе, сек.

При установившемся режиме:

dN±_dNJL dN3

dx dx + dx (6)

00

Из уравнений (3) (6) и условия J" f (r) dr = 1 следует:

о

/М = ^«р[--^] (7,

Аналогичное выражение для плотности распределения получено в работах [3, 4].

В качестве характеристики гранулометрии продукционных кристаллов удобно принять средневзвешенный размер г; определяемый по результату ситового анализа:

Введя безразмерный параметр # = 4-, получим для функции

плотности распределения (7) следующее выражение:

/(Я) = 4ехр(-4«) (10)

Из выражения (10) можно получить также безразмерную интегральную функцию распределения веса кристаллов по их размерам:

й-Д-1-(-^«3 + 8Я! + 4# + 1)еХр(-4Л) CD

Из выражений (10) и (11) следует, что продукт из кристаллизатора с идеальным перемешиванием суспензии должен иметь независимый от режима работы гранулометрический состав, если для его описания пользоваться безразмерной величиной R.

Из уравнения (2) следует, что скорость образования зародышей в объеме кристаллизатора равна:

N = v(l—j}k2sl> (12)

где р — плотность кристаллической фазы, кг/м3;

Ь — выход кристаллов из единицы объема исходного раствора, кг/м3.

(13)

мМасса кристаллов, образующихся и выводимых из кристаллизатора в установившемся режиме, равна:

? *« - w J i?r ехр( - т?г)dr=Wt***

2 в

где ф! — объемный коэффициент формы кристаллов.

I 1 \3т,+р I Ь V

Из уравнений (12) и (13) получаем зависимость величины пересыщения от среднего времени пребывания и выхода кристаллов:

1_ 1 -4

j = | х""'^" (14)

где г — средневзвешенный размер кристаллов, м\ гг — средний размер кристаллов г'-фракции, м; gi — масса кристаллов ('-фракции, кг; п — число фракций. В предельном случае, при бесконечно малой ширине фракций:

(8)

dr

r = j гЧ (r) dr

Для продукта, плотность распределения кристаллов которого по размерам описывается формулой (7), средневзвешенный размер равен:

42

получаем аналогичную зависимость

Из выражений (9) и (14) для:

Зт+р

(15)

Уравнения (9), (11), (14) и (15) являются статическими характеристиками работы одноступенчатого кристаллизатора с идеальным перемешиванием, если справедливы предпосылки (1) и (2). Вводя дополнительные условия можно аналитическим путем получить статические характеристики и более сложных систем кристаллизаторов, например, многоступенчатых, с раздельным отбором маточного раствора и сгущенной суспензии и др. Однако до анализа более сложных случаев мы считали необходимым проверить соответствие реальной и расчетной моделей простейшего варианта процесса кристаллизации. С этой целью на лабораторной модели

43

кристаллизатора [5] были проведены три серии опытов по кристал

страница 15
< 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

Скачать книгу "Промышленная кристаллизация" (1.19Mb)


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

 

 

Реклама
аналих малых архитектурных форм скамеек
harrows в махачкале купить
модульная слесарная система мсс044
защитная пленка от камер гибдд

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
(23.02.2017)