Toplotni procesi se nazivaju procesi, čija je brzina određena brzinom dovoda ili odvođenja topline. U termičkim procesima učestvuju najmanje dva medija različitih temperatura, a toplota se spontano (bez troškova rada) prenosi iz medija sa više visoke temperature T 1 na medij sa nižom temperaturom T 2 , tj. ako se posmatra nejednakost T 1 >T 2.

U ovom slučaju, medij s temperaturom T 1 naziva se nosač topline, a medij s temperaturom T 2 naziva se rashladno sredstvo. Za termičke procese koji se koriste u hemijskoj proizvodnji, ove temperature variraju u veoma širokom rasponu - od blizu 0K do hiljada stepeni.

Glavna karakteristika termičkog procesa je količina prenesene topline prema kojoj se izračunava površina prijenosa topline aparata. Za stabilan proces, količina prenesene topline u jedinici vremena određena je formulom:

Q = KDT*F, (10.4)

K je koeficijent prolaza topline, T je prosječna temperaturna razlika između medija,

F je površina za izmjenu topline.

Pokretačka snaga termičkih procesa je temperaturni gradijent

DT \u003d T 1 - T 2. (10.5)

Toplotni procesi uključuju: grijanje, hlađenje, kondenzaciju, isparavanje i isparavanje, prijenos topline.

1. grijanje- proces povećanja temperature obrađenih materijala dovođenjem toplote do njih. Zagrijavanje se koristi u hemijskoj tehnologiji za ubrzavanje prijenosa mase i kemijskih procesa. Po prirodi rashladne tekućine koja se koristi za grijanje, postoje:

- zagrijavanje živom vodenom parom kroz balon ili gluhom vodenom parom kroz kotur ili omotač;

- grijanje dimnim plinovima kroz zid aparata ili direktnim kontaktom;

– grijanje prethodno zagrijanim međunosačima toplote sa vodom: mineralna ulja, rastopljene soli;

- grijanje električnom strujom u električnim pećima različitih tipova (indukcijske, lučne, otporne);

– grijanje sa čvrstim granuliranim rashladnim sredstvom, uključujući katalizator u struji plina.

Shema grijanja granuliranim rashladnim sredstvom rashladna tečnost

Peć

grijano

komponenta

komponenta hladnog transporta

1 - peć, 2 - uređaj za zagrijavanje zrnastog materijala, 3 - uređaj za zagrijavanje plina, 4 - uređaj za punjenje, 5 - separator zrnastog materijala

2.Hlađenje- proces snižavanja temperature obrađenih materijala odvođenjem toplote iz njih. Kao rashladna sredstva za hlađenje koriste se: voda, vazduh, rashladna sredstva. Aparati za hlađenje se dijele na:

- uređaji za indirektni kontakt hlađenog materijala sa rashladnom tečnošću kroz zid (hladnjaci) i

– uređaji za direktan kontakt materijala koji se hladi sa rashladnim sredstvom (rashladni tornjevi ili scruberi).

Izbor dizajna uređaja određen je prirodom hlađenog materijala i rashladnog sredstva.

3.Kondenzacija- proces ukapljivanja para tvari odvođenjem topline iz njih. Prema principu kontakta rashladnog sredstva sa kondenzovanom parom, razlikuju se sljedeće vrste kondenzacije:

- površinska kondenzacija, pri kojoj dolazi do ukapljivanja pare na površini vodeno hlađenog zida aparata, i

- Kondenzacija miješanjem, pri čemu dolazi do hlađenja i ukapljivanja para kada dođu u direktan kontakt sa rashladnom vodom. Aparati prvog tipa nazivaju se površinski kondenzatori, aparati drugog tipa nazivaju se kondenzatori za miješanje i barometrijski kondenzatori. Kondenzacija miješanja se koristi kada se isparena tekućina ne miješa s vodom.

4. Isparavanje- proces koncentriranja otopina čvrstih nehlapljivih tvari uklanjanjem hlapljivog otapala iz njih u obliku olovke. Isparavanje je vrsta procesa termičkog isparavanja. Uslov da se proces isparavanja nastavi je jednakost pritiska pare nad rastvorom sa pritiskom pare u radnoj zapremini isparivača.

Pod ovim uslovom, temperatura sekundarne pare koja se formira iznad ključanja rastvarača je teoretski jednaka temperaturi zasićene pare rastvarača. Isparavanje se može vršiti pod pritiskom ili pod vakuumom, što omogućava snižavanje temperature procesa. Isparavanje se može izvesti u dvije verzije: višestruko isparavanje i isparavanje toplinskom pumpom.

Višestruko isparavanje je proces isparavanja pomoću sekundarne pare kao pare za grijanje. Da bi se to postiglo, isparavanje se provodi u vakuumu ili pomoću pare za grijanje pod visokim pritiskom.

Broj objekata postrojenja određen je ekonomskim razmatranjima, posebno troškovima proizvodnje i održavanja pare, i zavisi od početne i konačne koncentracije isparene otopine.

Proces isparavanja toplotne pumpe zasniva se na činjenici da se sekundarna para zagreva na temperaturu grejne pare komprimovanjem u turbo punjaču ili injektoru, a zatim se ponovo koristi za isparavanje rastvarača u istom isparivaču.

Višestruka shema isparavanja.

Kondenzat kondenzat

1 - prvi isparivač, 2 - drugi isparivač, p gr1 - pritisak grejne pare prvog aparata (živa para), p at1 - pritisak sekundarne pare iz prvog aparata, jednak p gr2 - pritisak grejne pare drugog aparata, p at2 - pritisak sekundarnog para iz drugog uređaja.

Shema isparavanja sa toplotnom pumpom.

Isparena tečnost

Jednom je skinuta tečnost

1 – isparivač, 2 – sekundarni uređaj za parno grijanje.

Kraj rada -

Ova tema pripada:

Chemical Technology

savezna država obrazovne ustanove.. superioran stručno obrazovanje.. Novgorod Državni univerzitet nazvan po Jaroslavu Mudrom.

Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:

Šta ćemo sa primljenim materijalom:

Ako vam se ovaj materijal pokazao korisnim, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:

tweet

Sve teme u ovoj sekciji:

11. 2 Osnovni zakoni homogenih procesa 12.1 Karakterizacija heterogenih procesa 12 Heterogeni procesi 12.1 Karakterizacija heterogenih procesa

Životna sredina
Primarni izvor zadovoljenja materijalnih i duhovnih potreba čovjeka je priroda. Takođe predstavlja njegovo stanište - životnu sredinu. U okruženju je priroda izolovana

Ljudske proizvodne aktivnosti i planetarni resursi
Uslov postojanja i razvoja čovječanstva je materijalna proizvodnja, tj. društveni i praktični odnos čovjeka prema prirodi. Raznovrsne i gigantske industrijske razmjere

Biosfera i njena evolucija
Životna sredina je složen višekomponentni sistem čije su komponente međusobno povezane brojnim vezama. Okruženje se sastoji od više podsistema, od kojih svaki

Hemijska industrija
Prema namjeni proizvedenih proizvoda, industrija se dijeli na industrije, od kojih je jedna hemijska industrija. Udio hemijske i petrohemijske industrije u ukupnoj

Hemijska nauka i proizvodnja
3.1 Hemijska tehnologija – naučna osnova hemijske proizvodnje Savremena hemijska proizvodnja je velike tonaže, automatizovana proizvodnja, osnove

Osobine hemijske tehnologije kao nauke
Hemijska tehnologija se razlikuje od teorijske hemije ne samo po potrebi da se uzmu u obzir ekonomski zahtjevi za proizvodnju koju proučava. Između zadataka, ciljeva i sadržaja teorijskog

Povezanost hemijske tehnologije sa drugim naukama
Hemijska tehnologija koristi materijale brojnih nauka:

Hemijske sirovine
Sirovine su jedan od glavnih elemenata tehnološkog procesa, koji u velikoj mjeri određuje efikasnost procesa, izbor tehnologije. Sirovine su prirodni materijali

Resursi i racionalno korištenje sirovina
U troškovima hemijskih proizvoda, udio sirovina dostiže 70%. Dakle, problem resursa i racionalno korišćenje sirovine tokom prerade i ekstrakcije. U hemijskoj industriji

Priprema hemijskih sirovina za preradu
Sirovine namijenjene preradi u gotove proizvode moraju ispunjavati određene zahtjeve. To se postiže skupom operacija koje čine proces pripreme sirovina za preradu.

Zamjena prehrambenih sirovina neprehrambenim i biljnim mineralima
Napredak u organskoj hemiji omogućava proizvodnju niza vrijednih organskih tvari iz raznih sirovina. Tako, na primjer, etilni alkohol, koji se koristi u velikim količinama u proizvodnji sintetike

Upotreba vode, svojstva vode
Hemijska industrija je jedan od najvećih potrošača vode. Voda se koristi u gotovo svim hemijskim industrijama u različite svrhe. U pojedinačnim hemijskim preduzećima potrošnja vode

Industrijski tretman vode
Štetno djelovanje nečistoća koje se nalaze u industrijskoj vodi ovisi o njihovoj kemijskoj prirodi, koncentraciji, disperznom stanju, kao i o tehnologiji korištenja određene proizvodnje vode. Ned

Upotreba energije u hemijskoj industriji
IN hemijska industrija dešavaju se različiti procesi, povezani ili sa oslobađanjem, ili sa troškovima, ili sa međusobnim transformacijama energije. Energija se ne troši samo na izvođenje hemikalija

Glavni izvori energije koje troši hemijska industrija su fosilna goriva i njihovi proizvodi, energija vode, biomasa i nuklearno gorivo. Energetska vrijednost

Tehničko-ekonomski pokazatelji hemijske proizvodnje
Za hemijsku industriju, kao granu masovne proizvodnje materijala, nije važna samo tehnologija, već i blisko povezana ekonomski aspekt, od čega zavisi

Struktura ekonomije hemijske industrije
Za procjenu ekonomske efikasnosti važni su pokazatelji kao što su kapitalni troškovi, troškovi proizvodnje i produktivnost rada. Ovi pokazatelji zavise od strukture privrede

Materijalni i energetski bilansi hemijske proizvodnje
Početni podaci za sve kvantitativne proračune pri organizaciji nove proizvodnje ili procjeni efikasnosti postojeće bazirani su na materijalnim i energetskim bilansima. Ove

Pojam hemijsko-tehnološkog procesa
U procesu hemijske proizvodnje početne supstance (sirovine) se prerađuju u finalni proizvod. Da biste to učinili, potrebno je provesti niz operacija, uključujući pripremu sirovina za njegov prijenos u reakciju

hemijski proces
Hemijski procesi se izvode u hemijskom reaktoru, koji je glavni aparat proizvodnog procesa. Dizajn hemijskog reaktora i njegov način rada određuju efikasnost u

Brzina hemijske reakcije
Brzina hemijske reakcije koja se odvija u reaktoru opisana je opštom jednačinom: V = K* L *DC L-parametar koji karakteriše stanje reakcionog sistema; K- konst

Ukupna stopa hemijskog procesa
Pošto za heterogene sisteme procesi u reaktorskim zonama 1, 3 i 2 imaju različite zakone, oni se odvijaju različitom brzinom. Ukupna brzina hemijskog procesa u reaktoru je određena

Termodinamički proračuni hemijsko-tehnoloških procesa
Pri projektovanju tehnoloških procesa veoma su važni termodinamički proračuni hemijskih reakcija. Oni omogućavaju da se izvede zaključak o fundamentalnoj mogućnosti ove hemijske transformacije,

Ravnoteža u sistemu
Prinos ciljnog produkta hemijskog procesa u reaktoru određen je stepenom približavanja reakcionog sistema stanju stabilne ravnoteže. Stabilna ravnoteža ispunjava sledeće uslove:

Proračun ravnoteže iz termodinamičkih podataka
Proračun konstante ravnoteže i promjene Gibbsove energije omogućava određivanje ravnotežnog sastava reakcione smjese, kao i maksimalne moguće količine proizvoda. Na osnovu obračuna kons

Termodinamička analiza
Poznavanje zakona termodinamike neophodno je inženjeru ne samo za izvođenje termodinamičkih proračuna, već i za procjenu energetske efikasnosti hemijsko-tehnoloških procesa. Vrijednost analize

Hemijska proizvodnja kao sistem
Proizvodni procesi u hemijskoj industriji mogu se značajno razlikovati po vrstama sirovina i proizvoda, uslovima za njihovu implementaciju, snazi ​​opreme itd. Međutim, uz svu raznolikost

Simulacija hemijsko-tehnološkim sistemom
Problem prelaska velikih razmjera s laboratorijskog eksperimenta na industrijsku proizvodnju u dizajnu potonjeg rješava se modeliranjem. Modeliranje je istraživačka metoda

Izbor šeme procesa
Organizacija svakog CTP-a uključuje sljedeće faze: - razvoj hemijske, glavne i tehnološke sheme procesa; – izbor optimalnih tehnoloških parametara i instalacija

Izbor parametara procesa
CTP parametri se biraju tako da obezbede najviše moguće ekonomska efikasnost ne njegov pojedinačni rad, već cjelokupna proizvodnja u cjelini. Tako, na primjer, za gore opisani proizvod

Upravljanje hemijskom proizvodnjom
Složenost hemijske proizvodnje kao višefaktorskog i višeslojnog sistema dovodi do potrebe da se u njoj koriste raznovrsni sistemi upravljanja za pojedine proizvodne procese,

Hidromehanički procesi
Hidromehanički procesi su procesi koji se odvijaju u heterogenim, najmanje dvofaznim sistemima i poštuju zakone hidrodinamike. Takvi sistemi se sastoje od dispergovane faze,

Procesi prijenosa mase
Procesi prijenosa mase nazivaju se procesi čija je brzina određena brzinom prijenosa tvari iz jedne faze u drugu u smjeru postizanja ravnoteže (brzina prijenosa mase). U procesu mase

Principi projektovanja hemijskih reaktora
Glavna faza hemijsko-tehnološkog procesa, koja određuje njegovu namenu i mesto u hemijskoj proizvodnji, sprovodi se u glavnom aparatu hemijsko-tehnološke šeme, u kojoj se hemikalija

Dizajn hemijskih reaktora
Strukturno, hemijski reaktori mogu imati drugačiji oblik i uređaj, jer. oni provode različite hemijske i fizičke procese koji se odvijaju u teškim uslovima prenosa mase i toplote

Uređaj kontaktnih uređaja
Hemijski reaktori za izvođenje heterogenih katalitičkih procesa nazivaju se kontaktni aparati. Ovisno o stanju katalizatora i načinu njegovog kretanja u aparatu, dijele se na:

Karakterizacija homogenih procesa
Homogeni procesi, tj. procesi koji se odvijaju u homogenom mediju (tečne ili gasovite smeše koje nemaju međusklopove koji razdvajaju delove sistema jedan od drugog) su relativno retki

Homogeni procesi u gasnoj fazi
Homogeni procesi u gasnoj fazi se široko koriste u tehnologiji organskih supstanci. Za izvođenje ovih procesa organska tvar isparava, a zatim se njene pare tretiraju jednim ili više

Homogeni procesi u tečnoj fazi
Od velikog broja procesa koji se odvijaju u tečnoj fazi, procesi alkalne neutralizacije u tehnologiji mineralnih soli bez stvaranja čvrste soli mogu se klasifikovati kao homogeni. Na primjer, dobivanje sulfata

Glavne zakonitosti homogenih procesa
Homogeni procesi se po pravilu odvijaju u kinetičkom području, tj. ukupna brzina procesa određena je brzinom kemijske reakcije, tako da su obrasci uspostavljeni za reakcije primjenjivi i

Karakterizacija heterogenih procesa
Heterogeni hemijski procesi zasnivaju se na reakcijama između reaktanata u različitim fazama. Hemijske reakcije su jedna od faza heterogenog procesa i odvijaju se nakon kretanja

Procesi u sistemu gas-tečnost (G-L)
Procesi zasnovani na interakciji gasovitih i tečnih reagensa imaju široku primenu u hemijskoj industriji. Takvi procesi uključuju apsorpciju i desorpciju gasova, isparavanje tečnosti

Procesi u binarnim čvrstim, dvofaznim tečnim i višefaznim sistemima
Procesi koji uključuju samo čvrste faze (T-T) obično uključuju sinterovanje čvrstih materijala tokom njihovog pečenja. Sinterovanje je proizvodnja čvrstih i poroznih komada od finog praha.

Visokotemperaturni procesi i aparati
Povećanje temperature utiče na ravnotežu i brzinu hemijsko-tehnoloških procesa koji se odvijaju kako u kinetičkom tako iu difuzijskom području. Dakle, regulacija temperaturni režim itd

Suština i vrste katalize
Kataliza je promjena brzine kemijskih reakcija ili njihove ekscitacije kao rezultat djelovanja tvari-katalizatora, koji, sudjelujući u procesu, ostaju na njegovom kraju kemijski

Svojstva čvrstih katalizatora i njihova proizvodnja
Industrijski čvrsti katalizatori su složena mješavina koja se naziva kontaktna masa. U kontaktnoj masi neke supstance su zapravo katalizator, dok druge služe kao aktivator.

Hardversko projektovanje katalitičkih procesa
Uređaji za homogenu katalizu nemaju karakteristične karakteristike, izvođenje katalitičkih reakcija u homogenom mediju tehnički je jednostavno za implementaciju i ne zahtijeva posebne aparate

Najvažnije hemijske industrije
U n.v. poznato je preko 50.000 pojedinačnih neorganskih i oko tri miliona organskih supstanci. IN uslove rada primaju samo mali dio otvorenih supstanci. Zapravo

Aplikacija
Visoka aktivnost sumporne kiseline, u kombinaciji sa relativno niskim troškovima proizvodnje, predodredili su veliki obim i izuzetnu raznovrsnost njene primene. Među mineralima

Tehnološka svojstva sumporne kiseline
Bezvodna sumporna kiselina (monohidrat) H2SO4 je teška uljasta tečnost koja se miješa s vodom u svim omjerima uz oslobađanje velike količine

Kako doći
Još u 13. stoljeću sumporna kiselina se dobivala termičkom razgradnjom FeSO4 željeznog sulfata, pa se i danas jedna od varijanti sumporne kiseline naziva vitriol ulje, iako je sumporna kiselina odavno

Sirovine za proizvodnju sumporne kiseline
Sirovine u proizvodnji sumporne kiseline mogu biti elementarni sumpor i različita jedinjenja koja sadrže sumpor, iz kojih se može dobiti sumpor ili direktno sumpor-oksid. prirodni depoziti

Kontaktna metoda za proizvodnju sumporne kiseline
Kontaktna metoda proizvodi veliku količinu sumporne kiseline, uključujući olleum. Kontaktna metoda obuhvata tri faze: 1) prečišćavanje gasa od nečistoća štetnih za katalizator; 2) conta

Proizvodnja sumporne kiseline iz sumpora
Spaljivanje sumpora je mnogo jednostavnije i lakše od spaljivanja pirita. Tehnološki proces proizvodnje sumporne kiseline iz elementarnog sumpora razlikuje se od procesa proizvodnje

Tehnologija vezanog azota
Gas dušik je jedan od najstabilnijih hemijske supstance. Energija vezivanja u molekulu azota je 945 kJ/mol; ima jednu od najvećih entropija po a

Sirovinska baza industrije azota
Sirovine za dobijanje proizvoda u industriji azota su atmosferski vazduh i različite vrste gorivo. Jedan od sastavni dijelovi vazduh je azot, koji se koristi u polu

Proizvodnja procesnih gasova
Sintetski gas iz čvrstog goriva. Prvi od glavnih izvora sirovina za proizvodnju sintetskog gasa bio je čvrsto gorivo, koji je obrađen u generatorima vodenog gasa prema sljedećoj str

Sinteza amonijaka
Razmotrimo elementarnu tehnološku shemu savremene proizvodnje amonijaka pri prosječnom pritisku kapaciteta 1360 tona/dan. Način njegovog rada karakteriziraju sljedeći parametri:

Tipični procesi tehnologije soli
Većina MU su različite mineralne soli ili čvrste tvari sa svojstvima sličnim soli. Tehnološke šeme Proizvodnja MU je veoma raznolika, ali, u većini slučajeva, magacinska

Razgradnja fosfatnih sirovina i proizvodnja fosfatnih đubriva
Prirodni fosfati (apatiti, fosforiti) se uglavnom koriste za proizvodnju mineralnih đubriva. Kvalitet dobijenih jedinjenja fosfora se ocenjuje sadržajem P2O5 u njima

Proizvodnja fosforne kiseline
Metoda ekstrakcije za proizvodnju fosforne kiseline zasniva se na reakciji razgradnje prirodnih fosfata sa sumpornom kiselinom. Proces se sastoji od dvije faze: razgradnje fosfata i filtriranja

Proizvodnja jednostavnog superfosfata
Suština proizvodnje jednostavnog superfosfata je pretvaranje prirodnog fluorapatita, nerastvorljivog u vodi i zemljišnim rastvorima, u rastvorljiva jedinjenja, uglavnom u monokalcijum fosfat.

Proizvodnja dvostrukog superfosfata
Dvostruki superfosfat je koncentrirano fosfatno gnojivo dobiveno razgradnjom prirodnih fosfata s fosfornom kiselinom. Sadrži 42-50% asimilabilnog P2O5, uključujući in

Razgradnja fosfata dušičnom kiselinom
Dobijanje kompleksnih gnojiva. Progresivan pravac u preradi fosfatnih sirovina je primjena metode razgradnje apatita i fosforita dušičnom kiselinom. Ova metoda poziva

Proizvodnja azotnih đubriva
Najvažnija vrsta mineralnih đubriva su azotna: amonijum nitrat, karbamid, amonijum sulfat, vodeni rastvori amonijaka itd. Azot igra izuzetno važnu ulogu u životu.

Proizvodnja amonijum nitrata
Amonijum nitrat, ili amonijum nitrat, NH4NO3 je bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u amonijum i nitratnim oblicima, oba oblika dušika se lako apsorbiraju

Proizvodnja uree
Karbamid (urea) među azotnim đubrivima zauzima drugo mesto po proizvodnji posle amonijum nitrata. Rast proizvodnje karbamida je rezultat širokog obima njegove primjene u poljoprivredi.

Proizvodnja amonijum sulfata
Amonijum sulfat (NH4)2SO4 je bezbojna kristalna supstanca, sadrži 21,21% azota, pri zagrevanju na 5130C potpuno se raspada na

Proizvodnja kalcijum nitrata
Svojstva Kalcijum nitrat (kalcijum ili kalcijum nitrat) formira nekoliko kristalnih hidrata. Bezvodna so se topi na temperaturi od 5610C, ali već na 5000C

Proizvodnja tečnih azotnih đubriva
Uz čvrsta đubriva koriste se i tečna azotna đubriva koja su rastvori amonijum nitrata, karbamida, kalcijum nitrata i njihove mešavine u tečnom amonijaku ili u koncentrovanom

opšte karakteristike
Više od 90% kalijevih soli iskopanih iz utrobe zemlje i proizvedenih fabričkim metodama koristi se kao gnojivo. Kalijeva mineralna gnojiva su prirodna ili sintetička

Dobijanje kalijum hlorida
Flotacijska metoda proizvodnje

Standardni procesi za tehnologiju silikatnih materijala
U proizvodnji silikatnih materijala, standard tehnološkim procesima, što je zbog blizine fizičko-hemijske osnove njihove proizvodnje. U samom opšti pogled proizvodnja bilo kojeg silikata

Proizvodnja vazdušnog vapna
Vazdušno ili građevinsko vapno je vezivo bez silikata na bazi kalcijum oksida i kalcijum hidroksida. Postoje tri vrste vazdušnog vapna:

Proces proizvodnje stakla
Sirovine za proizvodnju stakla su razni prirodni i sintetički materijali. Prema ulozi u nastanku stakla, dijele se u pet grupa: 1. Staklotvorci koji čine osnovu

Proizvodnja vatrostalnih materijala
Vatrostalni materijali (vatrostalni materijali) su nemetalni materijali koje karakteriše povećana vatrostalnost, tj. sposobnost da izdrži, bez topljenja, izlaganje visokim temperaturama

Elektroliza vodenih rastvora natrijum hlorida
Prilikom elektrolize vodenih rastvora natrijum hlorida dobijaju se hlor, vodonik i kaustična soda (kaustična soda). Hlor pri atmosferskom pritisku i običnoj temperaturi je žuto-zeleni gas

Elektroliza rastvora natrijum hlorida u kupkama sa čeličnom katodom i grafitnom anodom
Elektroliza otopine natrijevog klorida u kupkama sa čeličnom katodom i grafitnom anodom omogućava dobivanje kaustične sode, klora i vodika u jednom aparatu (elektrolizeru). Prilikom prolaska

Elektroliza otopina natrijevog klorida u kupkama sa živinom katodom i grafitnom anodom omogućava dobivanje više koncentriranih proizvoda nego u kupkama s dijafragmom. Prilikom prolaska

Proizvodnja hlorovodonične kiseline
Hlorovodonična kiselina je rastvor hlorovodonika u vodi. Hlorovodonik je bezbojni gas sa tačkom topljenja od -114,20C i tačkom ključanja od -85

Elektroliza taline. Proizvodnja aluminijuma
U elektrolizi vodenih otopina mogu se dobiti samo tvari čiji je potencijal oslobađanja na katodi pozitivniji od potencijala oslobađanja vodika. Konkretno, takve elektronegativne

Proizvodnja glinice
Suština proizvodnje glinice je odvajanje aluminijum hidroksida od drugih minerala. To se postiže upotrebom niza složenih tehnoloških metoda: pretvaranjem glinice u rastvorljiv

Proizvodnja aluminijuma
Proizvodnja aluminijuma se vrši iz glinice rastvorenog u kriolitu Na3AlF6. Kriolit je kao rastvarač za glinicu pogodan jer prilično dobro otapa Al.

metalurgija
Metalurgija je nauka o metodama dobijanja metala iz ruda i drugih sirovina i grana industrije koja proizvodi metale. Metalurška proizvodnja nastala je u antičko doba. Još jednom u zoru

Rude i metode njihove prerade
Sirovina u proizvodnji metala su metalne rude. Sa izuzetkom malog broja (platina, zlato, srebro), metali se u prirodi nalaze u obliku hemijskih spojeva koji čine sastav metala.

Proizvodnja gvožđa
Sirovina za proizvodnju sirovog željeza su željezne rude, podijeljene u četiri grupe: Rude magnetnog željeznog oksida ili magnetne željezne rude, sadrže 50-70% željeza i glavne su

Proizvodnja bakra
Bakar je metal koji se široko koristi u inženjerstvu. Čisti bakar ima svetlo ružičastu boju. Njegova tačka topljenja je 10830C, tačka ključanja je 23000C, dobar je

Hemijska obrada goriva
Gorivo je prirodno ili vještački proizvedena zapaljiva organska supstanca, koja je izvor toplotne energije i sirovina za hemijsku industriju. Po prirodi, the

Koksiranje uglja
Koksiranje je metoda prerade goriva, uglavnom uglja, koja se sastoji u zagrijavanju bez pristupa zraka na 900-10500C. U ovom slučaju, gorivo se raspada sa formacijom sa formacijom

Proizvodnja i prerada gasovitih goriva
Gasovito gorivo je gorivo koje se nalazi u gasovitom stanju na temperaturi i pritisku svog rada. Po porijeklu se plinovita goriva dijele na prirodna i sintetička

Osnovna organska sinteza
Osnovna organska sinteza (OOS) je skup proizvodnje organskih supstanci relativno jednostavne strukture, proizvedenih u velikim količinama i korištenih kao

Sirovine i procesi zaštite životne sredine
Proizvodnja proizvoda za zaštitu životne sredine zasniva se na fosilnim organskim sirovinama: nafti, prirodnom gasu, uglju i škriljcu. Kao rezultat raznih hemijskih i fizičko-hemijskih pre

Sinteze na bazi ugljičnog monoksida i vodonika
Organska sinteza na bazi ugljičnog monoksida i vodonika dobila je širok industrijski razvoj. Katalitičku sintezu ugljovodonika iz CO i H2 prvi je izvršio Sabatier, sint.

Sinteza metil alkohola
Dugo vremena se metil alkohol (metanol) dobijao iz katranske vode oslobođene suvom destilacijom drveta. Prinos alkohola u ovom slučaju zavisi od vrste drveta i kreće se od 3

Proizvodnja etanola
Etanol je bezbojna pokretna tečnost sa karakterističnim mirisom, tačka ključanja 78,40C, tačka topljenja –115,150C, gustina 0,794 t/m3. Umešan je etanol

Proizvodnja formaldehida
Formaldehid (metanal, mravlji aldehid) je bezbojni gas oštrog iritantnog mirisa, sa tačkom ključanja od -19,20C, tačkom topljenja od -1180C i gustinom (u tečnosti

Dobivanje urea-formaldehidnih smola
Tipični predstavnici umjetnih smola su urea-formaldehidne smole, koje nastaju kao rezultat reakcije polikondenzacije koja nastaje pri interakciji molekula uree i oblika.

Proizvodnja acetaldehida
Acetaldehid (etanal, sirćetna kiselina

Proizvodnja sirćetne kiseline i anhidrida
Sirćetna kiselina (etanska kiselina) je bezbojna tečnost oštrog mirisa, tačke ključanja 118,10C, tačke topljenja 16,750C i gustine

polimerizacioni monomeri
Monomeri su niskomolekularna jedinjenja pretežno organske prirode, čiji su molekuli sposobni da reaguju jedni s drugima ili sa molekulima drugih jedinjenja da bi formirali

Proizvodnja polivinil acetatne disperzije
U SSSR-u industrijska proizvodnja PVAD je prvi put uveden 1965. godine. Glavna metoda za dobivanje PVAD-a u SSSR-u bila je kontinuirana kaskada, međutim, postojale su proizvodnje u kojima se povremeno usvajao

Makromolekularna jedinjenja
Od velikog značaja u nacionalnoj ekonomiji su prirodna i sintetička visokomolekularna organska jedinjenja: celuloza, hemijska vlakna, gume, plastika, guma, lakovi, lepkovi itd. Kako

Proizvodnja pulpe
Celuloza je jedna od glavnih vrsta polimernih materijala. Više od 80% drveta koje se koristi za hemijsku preradu koristi se za proizvodnju celuloze i drvne celuloze. Celuloza, ponekad

Proizvodnja hemijskih vlakana
Vlakna se nazivaju tijelima čija je dužina višestruko veća od njihovih vrlo malih dimenzija. presjek obično se mjeri u mikronima. Vlaknasti materijali, tj. vlaknasti materijali i

Proizvodnja plastike
Plastika uključuje opsežnu grupu materijala, glavni sastavni dio koje su prirodne ili sintetičke spirale koje se mogu transformirati u plastiku na povišenoj temperaturi i pritisku

Proizvodnja gume i gume
Gume uključuju elastične spirale koje se mogu značajno deformirati pod utjecajem vanjskih sila i brzo se vratiti u prvobitno stanje nakon uklanjanja opterećenja. Elastična svojstva

U SEKCIJU "TOPLOTNI PROCESI"

Particioni program

Uloga termičkih procesa u hemijskoj tehnologiji.

Industrijske metode opskrbe i odvođenja topline. Vrste rashladnih tečnosti i područja njihove primjene. Parno grijanje. Značajke upotrebe zasićene pare kao sredstva za grijanje, glavne prednosti i primjene. Toplotna ravnoteža tokom grijanja "oštrom" i "gluhom" parom. Grijanje na vruće tekućine, prednosti i mane. Grijanje na dimne plinove. Električno grijanje. rashladna sredstva.

Izmjenjivači topline. Klasifikacija izmjenjivača topline. Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi: dizajn, komparativne karakteristike. Izmjenjivači topline zavojnica: prednosti i nedostaci. Izmjenjivači topline s ravnim površinama: dizajn, prednosti i nedostaci. Mješoviti izmjenjivači topline: dizajn, prednosti i nedostaci. Regenerativni izmjenjivači topline: dizajn, prednosti i nedostaci.

Proračun površinskih izmjenjivača topline. Izbor izmjenjivača topline. Projektni proračun izmjenjivača topline. Verifikacioni proračun izmjenjivača topline. Izbor optimalnog načina rada izmjenjivača topline.

Isparavanje. Procesni zadatak. Klasifikacija procesa i aparata isparavanja. Jedno isparavanje: princip rada, prednosti i nedostaci. Višestruko isparavanje: princip rada, prednosti i nedostaci. Isparavanje sa toplotnom pumpom.

Isparivači. Klasifikacija isparivača. Isparivači s prisilnom cirkulacijom: dizajn, prednosti i nedostaci. Filmski isparivači: dizajn, prednosti i nedostaci.

Izbor isparivača. Proračun isparivača koji neprekidno radi. Načini poboljšanja efikasnosti isparivača.

VARIJANTE PRORAČUNSKOG ZADATKA

Zadatak 1

Odrediti potrebnu površinu za izmjenu topline i dužinu cijevi ljuskasto-cijevastog izmjenjivača topline s brojem prolaza za izvođenje procesa pri masenom protoku A u prostoru cijevi. Temperatura rashladnog sredstva u grijaču i hladnjaku varira od do pri srednjem pritisku. U isparivaču i kondenzatoru temperatura rashladnog sredstva je jednaka temperaturi ključanja ili kondenzacije pri pritisku.

Rashladna tečnost se dovodi u prstenasti prostor. Njegova temperatura varira od do , u isparivaču i kondenzatoru njegova temperatura je jednaka temperaturi kondenzacije ili ključanja pod pritiskom.

Ukupan broj cijevi u izmjenjivaču topline, promjer cijevi je 25x2,5 mm, prečnik školjke. Također je potrebno odrediti hidraulički otpor aparata, nacrtati graf promjena temperatura nosača topline i dijagram ljuskasto-cijevnog izmjenjivača topline. Početni podaci za rješavanje problema dati su u tabeli 2.1.

Tabela 2.1

Poslednja cifra zapisa	rashladna tečnost	Tip izmjenjivača topline	Parametri nosača toplote	Pretposljednja cifra zapisa	Protok rashladne tečnosti, kg/s	Karakteristike izmjenjivača topline
, 0 C	, 0 C	, MPa	, 0 C	, 0 C	, MPa
Broj cijevi	Broj poteza	Prečnik kućišta, mm
	Voda/bifenil	frižider			-			-		2,3			2,0
	Voda/para	isparivač	-	-	1,0	-	-	2,6		4,6			0,8
	Aceton/voda	grijač			-			-					1,3
	Klorobenzen/voda	kondenzator	-	-	0,6			-		7,8			0,6
	Voda/toluen	frižider			-			-		3,4			1,0
	Metil alkohol/voda	grijač			-			-		6,4			1,4
	Naftalen/para	isparivač	-	-	0,4	-	-	1,5		5,1			0,4
	amonijak/voda	kondenzator	-	-	0,27			-		9,3			1,2
	Etil alkohol/voda	frižider			-			-		3,7			0,6
	Tetrahlorid ugljenika/voda	grijač			-			-		5,8			1,0

ZNAČAJ FIZIČKIH PROCESA I NJIHOVA KLASIFIKACIJA

IN U proizvodnji industrijskih proizvoda široko se koriste fizički procesi hemijske tehnologije - drobljenje sirovina, kretanje tečnosti i gasova kroz cevovode, grejanje i hlađenje, odvajanje homogenih i nehomogenih sistema itd.

U bilo kojoj fazi proizvodnje (pripremnoj, glavnoj ili završnoj), fizički procesi obavljaju pomoćnu ili glavnu funkciju.

Na primjer, u fazi pripreme nafte za preradu, procesi kretanja nafte kroz cjevovode, procesi odvajanja heterogenih sistema (uklanjanje pijeska, gline, vode i pratećeg plina iz nafte taloženjem, električnom dehidracijom), te lož ulje na koristi se tačka ključanja. U glavnoj fazi destilacije ulja u frakcije odvija se destilacija, rektifikacija, hlađenje i kondenzacija pare. U završnoj fazi (rafinacija naftnih derivata) koriste se sorpcijski procesi za uklanjanje nečistoća pomoću čvrstih i tekućih upijača.

Takvi primjeri široke upotrebe fizičkih procesa tipični su za svaku industriju. Dakle, u rudarskoj industriji - to je drobljenje i mljevenje mineralnih sirovina, uklanjanje otpadnih stijena flotacijom, elektromagnetskim ili drugim odvajanjem, u metalurgiji - procesi termičkog i prijenosa mase (zagrijavanje punjenja, topljenje i kristalizacija metala, termički i hemijski -termička obrada čelika), u mašinstvu i radioelektronici - kondenzacija para rastopljenog metala na površini delova i proizvoda, u proizvodnji građevinskih i lakiranih materijala, prehrambeni proizvodi- fino i ultra fino mlevenje, sušenje itd.

Od velikog značaja su fizički procesi u mjerama zaštite životne sredine za prečišćavanje otpadnih voda i gasnih emisija od štetnih nečistoća, kao i za oporabu industrijskog i kućnog otpada (suvo i mokro čišćenje gasom, bezreagensne metode prerade industrijskih otpadnih voda i dr.) .

Fizički procesi hemijske tehnologije se dele na fizičke i mehaničke (drobljenje, mlevenje), hidromehaničke (kretanje tečnosti i gasova, odvajanje heterogenih sistema), termičke (zagrevanje, hlađenje i kondenzacija para) i prenos mase (sorpcija, kristalizacija, sušenje). , destilacija, rektifikacija, ekstrakcija, odvajanje homogenih sistema pomoću polupropusnih membrana).

VRSTE FIZIČKIH PROCESA

Fizički i mehanički procesi

Brušenje. U industriji za intenziviranje hemijskih interakcija, posebno za heterogene i čvrstofazne proizvodne procese građevinski materijal, metala, mineralnih đubriva i dr., izuzetno je važno povećanje kontaktne površine faza, postignuto mehaničkim mlevenjem. Procesi mljevenja se svode na uništavanje izvorne strukture tvari drobljenjem, cijepanjem, abrazijom ili udarcem. U zavisnosti od mehanička svojstva početni materijali i početne veličine komada, primjenjuju se različite vrste utjecaja. Na primjer, tvrde i lomljive tvari se drobe cijepanjem, udarcem, a plastične tvari dobro se habaju. Što je materijal tvrđi i plastičniji, to ga je teže samljeti.

Brušenje se može vršiti i suho i mokro - u vodi ili drugim tekućinama, što eliminira stvaranje prašine i povećava efikasnost procesa. Mašine za mlevenje se dele na drobilice grubog, srednjeg i finog usitnjavanja, kao i mlinove finog i ultrafinog mlevenja. Mašine za mljevenje rade u otvorenim i zatvorenim ciklusima; potonje može značajno smanjiti potrošnju energije za mljevenje i povećati efikasnost procesa.

Termički procesi

Prijenos energije u obliku topline koji se javlja između tijela različitih temperatura naziva se prijenos topline. Pokretačka snaga svakog procesa prijenosa topline je temperaturna razlika između toplijeg i manje zagrijanog tijela. Postoje tri fundamentalno različite metode prijenosa topline: toplinsko provođenje, konvekcija i toplinsko zračenje.

Toplotna provodljivost je prijenos topline zbog nasumičnog toplinskog kretanja atoma i molekula koji su u direktnom kontaktu jedni s drugima. U čvrstim materijama, toplotna provodljivost je glavni vid prenosa toplote, dok se u gasovima i tečnostima proces širenja toplote odvija i na druge načine. Na koeficijent toplotne provodljivosti utiču priroda i struktura supstance, temperatura i vlažnost materijala itd.; Najveću toplotnu provodljivost imaju metali: čelik - 4,6, aluminijum-210, bakar - 380 W / (m K), a najnižu - voda - 0,6 W / (m K). Vazduh ima toplotnu provodljivost od 0,03 W/(m K).

Konvekcija je proces prijenosa topline uslijed kretanja i miješanja makroskopskih dijelova plinova ili tekućina. Prijenos topline se može izvršiti pomoću prirodno(slobodna) konvekcija zbog razlike u gustini u različitim tačkama zapremine tečnosti ili gasa, koja nastaje usled razlike u temperaturi u tim tačkama, kao i prisiljen konvekcija tokom mehaničkog kretanja celokupne zapremine gasa ili tečnosti.

Toplotno zračenje je proces širenja elektromagnetnih oscilacija različitih talasnih dužina, koji nastaje usled toplotnog kretanja atoma i molekula zrači tela. Ova tela emituju elektromagnetnu energiju, koju apsorbuju druga, hladnija tela i pretvaraju u toplotu.

U realnim uslovima, toplota se ne prenosi bilo kojom od gore navedenih metoda, već kombinovanim putem, koji se naziva prijenos topline. U uređajima koji neprekidno rade, prijenos topline se odvija u stacionarnom (stabilnom) načinu rada, u periodičnim - u nestacionarnom. Efikasnost prijenosa topline ovisi o koeficijentu, koji pokazuje koliko topline prođe u jedinici vremena iz zagrijanijeg u manje zagrijanu okolinu kroz ravan zid koji ih odvaja površinom od ​​​​​1 m 2 s prosječnom temperaturnom razlikom između nosača toplote od 1 °. Prosječna temperaturna razlika ovisi o smjeru kretanja nosača topline. Izbor ispravnog pravca kretanja toplotnih tokova (prednji tok, protivtok, poprečni tok) značajno utiče na efikasnost procesa prenosa toplote i uštedu toplote.

Glavni toplotni procesi u industriji su procesi zagrevanja parom, dimnim gasovima, nosačima toplote i električnom strujom, kao i procesi hlađenja, uključujući i one ispod -200 °C.

Procesi prijenosa mase

Od velikog značaja u hemijskoj tehnologiji su procesi prenosa mase zasnovani na prelasku jedne ili više supstanci iz jedne faze u drugu. U industriji se uglavnom koriste procesi prijenosa mase između plina (para) i tekućine, između plina i krute tvari, između krute i tečne, kao i između dvije tekuće faze. Ovi procesi uključuju: apsorpciju, adsorpciju, destilaciju i rektifikaciju, kristalizaciju, sušenje itd.

Brzina prijenosa mase na datoj temperaturi ovisi o intenzitetu molekularne difuzije, odnosno sposobnosti spontanog prodiranja jedne tvari u drugu uslijed nasumičnog kretanja molekula. Proces prijenosa mase iz jedne faze u drugu nastaje zbog razlike u koncentracijama tvari u ovim fazama dok se ne postignu ravnotežni uvjeti. Pokretačka snaga procesa prijenosa mase, njegova efikasnost može se izraziti u bilo kojoj jedinici koja se koristi za određivanje sastava faza, međutim, najčešće se pokretačka snaga procesa izražava u smislu razlike između radne i ravnotežne koncentracije distribuiranu komponentu u prvoj i drugoj fazi, respektivno. Količina mase koja se prenosi iz jedne faze u drugu ovisi o međusklopu, trajanju procesa i razlici u koncentraciji.

Povećanje efikasnosti procesa prenosa mase može se postići povećanjem kontaktne površine faza, povećanjem brzine strujanja i njegove turbulencije, kao i smanjenjem difuzionog otpora medija (npr. u procesu apsorpcije, u slučaju apsorpcije). slabo rastvorljivog gasa). Slijede primjeri osnovnih procesa prijenosa mase.

Apsorpcija je proces apsorpcije gasa ili pare tečnim apsorberom. Apsorpciju karakterizira selektivnost (selektivnost), tj. svaku tvar apsorbira određeni apsorber. Pravi se razlika između jednostavne apsorpcije, zasnovane na fizičkoj apsorpciji komponente tekućim apsorbentom, i hemisorpcije, koja je praćena hemijskom reakcijom između ekstrahirane komponente i tekućeg apsorbenta. Primjer jednostavne apsorpcije je proizvodnja hlorovodonične kiseline, hemisorpcija se široko koristi u proizvodnji sumporne i azotne kiseline, azotnih đubriva itd. Apsorpcija se odvija u aparatima tipa kolone (pakovani, pločasti, itd.).

Adsorpcija je proces apsorpcije jedne ili više komponenti iz mješavine plina ili tekućine pomoću čvrstog apsorbera - adsorbenta. Mehanizam procesa adsorpcije, koji se razlikuje od mehanizma apsorpcije, praktično je sličan mehanizmu drugih procesa prijenosa mase koji uključuju čvrstu fazu. Najuniverzalnija teorija adsorpcije je teorija volumetrijskog punjenja mikropora koju je razvio M. M. Dubinin, koja uzima u obzir privlačenje molekula apsorbirane tvari s adsorbentom na temelju ovisnosti ravnoteže o strukturi pora adsorbenta. Čvrste supstance sa visoko razvijenom površinom i velikom poroznošću se široko koriste kao adsorbenti (aktivni uglji, silika gelovi, alumogelovi, zeoliti - vodeni kalcijum i natrijum aluminosilikata, jonoizmenjivačke smole itd.). Adsorpcija se koristi u industriji za čišćenje i sušenje tečnosti i gasova, za odvajanje mešavina različitih tečnih i gasovitih materija, ekstrakciju isparljivih rastvarača, bistrenje rastvora, za prečišćavanje vode itd. druge industrije.

Destilacija i rektifikacija se koriste za odvajanje tečnih homogenih smeša koje se sastoje od dve ili više isparljivih komponenti, a zasnivaju se na različitim tačkama ključanja komponenti, odnosno na različitoj isparljivosti komponenti smeše na istoj temperaturi. Ako se početna smjesa, koja se sastoji od tekućina s različitim tačkama ključanja, djelomično ispari, a nastale pare kondenziraju, tada će se kondenzat razlikovati po svom sastavu po većem sadržaju komponente niskog ključanja (LC), a preostala početna mješavina će biti obogaćena nisko hlapljivom komponentom visokog ključanja (HC). Ova tečnost se zove ostatak, a kondenzat se naziva destilat ili rektifikovan. Postoje dvije fundamentalno različite vrste destilacije: jednostavna (jednostruka) destilacija i rektifikacija.

Rektifikacija je odvajanje mješavine tečnosti na osnovu višekratnog isparavanja tečnosti i kondenzacije para. Kao rezultat rektifikacije, čistiji finalni proizvodi. Proces se izvodi u aparatima tipa kolone (na primjer, kolone za pakovanje i destilaciju tacova kontinuiranog rada itd.). Procesi destilacije i rektifikacije imaju široku primjenu u hemijskoj i alkoholnoj industriji, u proizvodnji lijekova, u industriji prerade nafte itd.

Kristalizacija je odvajanje čvrste faze u obliku kristala iz otopina ili talina. Kristalizacija počinje formiranjem centara (ili jezgara) kristalizacije. Brzina njihovog formiranja ovisi o temperaturi, brzini miješanja itd. Kako temperatura raste, raste i brzina rasta kristala, ali to dovodi do stvaranja manjih kristala i često uzrokuje smanjenje pokretačke sile procesa. Velike kristale je lakše dobiti njihovim sporim rastom bez miješanja i malim stupnjevima prezasićenosti otopina, međutim, to smanjuje produktivnost procesa kristalizacije. Pronalaženje optimalna brzina kristalizacija i jedan je od glavnih zadataka ovog procesa.

Široko se koristi nekoliko metoda kristalizacije: kristalizacija sa hlađenjem, kristalizacija sa uklanjanjem dijela rastvarača, kao i kristalizacija u vakuumu. U zavisnosti od načina kristalizacije koriste se šaržni i kontinuirani kristalizatori.

Kristalizacija je u osnovi metalurških i livačkih procesa, dobijanja premaza, filmova koji se koriste u mikroelektronici, a koristi se i u hemijskoj, farmaceutskoj, prehrambenoj i drugim industrijama. Kristalizacija je završna faza u proizvodnji mineralnih soli, đubriva, organskih i visoko čistih supstanci. Od posebnog značaja u industriji je proces kristalizacije metala iz taline.

Sušenje je proces uklanjanja vlage iz različitih (čvrstih, tečnih i gasovitih) materijala. Vlaga se može ukloniti isparavanjem, sublimacijom, smrzavanjem, visokofrekventnim strujama, adsorpcijom itd. Međutim, najčešće je sušenje isparavanjem zbog dovoda topline. Ekonomičnije je uzastopno uklanjanje vlage filtriranjem, centrifugiranjem (sa sadržajem preostale vlage od 10 - 40%), a zatim sušenjem toplotom.

Postoje kontaktno i konvektivno sušenje. U kontaktnom sušenju, toplota se prenosi na materijal koji se suši kroz zid aparata. Konvektivno sušenje se zasniva na direktnom prenosu toplote na materijal iz zagrejanog vazduha, dimnih gasova, pregrijane pare itd.

Brzina sušenja je određena količinom vlage koja je uklonjena sa površine jedinice osušenog materijala u jedinici vremena. Brzina sušenja, uslovi za njeno izvođenje i instrumentacija u velikoj meri zavise od prirode materijala koji se suši, prirode odnosa vlage i materijala, veličine komada, debljine sloja materijala, sadržaja vlage. materijala, spoljnih faktora (temperatura, pritisak, vlažnost) itd.

Tradicionalne sušare koje se koriste u proizvodnji građevinskog materijala, mineralnih soli, boja itd. su kontinuirane sušare (bubanj, tunel, transporter, pneumatski fluidizirani sloj) i šaržne sušare (jamske, kabinetske, komorne itd.). Najefikasnije su sušilice u spreju s tekućim slojem. Vakuumsko, infracrveno, kriogeno, ultrazvučno, mikrotalasno sušenje koristi se za poboljšanje kvaliteta osušenih materijala, povećanje brzine sušenja i poboljšanje tehničkih i ekonomskih pokazatelja.

Uvod

Svaka tehnologija, uključujući i hemijsku, je nauka o metodama za preradu sirovina u gotove proizvode. Metode reciklaže moraju biti ekonomski i ekološki prihvatljive i opravdane.

Hemijska tehnologija nastala je krajem 18. stoljeća i gotovo do 30-ih godina 20. stoljeća sastojala se od opisa pojedinih hemijskih industrija, njihove glavne opreme, materijalnih i energetskih bilansa. Razvojem hemijske industrije i povećanjem broja hemijskih industrija, postalo je neophodno proučavanje i utvrđivanje opštih obrazaca za konstruisanje optimalnih hemijsko-tehnoloških procesa, njihovu industrijsku implementaciju i racionalan rad. U hemijskoj tehnologiji potrebno je jasno identifikovati tokove supstanci sa kojima se vrši transformacija, prvo iz sirovina, zatim korak po korak formiranih međuproizvoda dok se ne dobije konačni ciljni proizvod.

Glavni zadatak hemijske tehnologije je kombinacija u jednom tehnološki sistem razne hemijske transformacije sa fizičko-hemijskim i mehaničkim procesima: mlevenje i sortiranje čvrstih materijala, formiranje i odvajanje heterogenih sistema, prenos mase i toplote, fazne transformacije itd.

Mehanički procesi zauzimaju jedno od glavnih mjesta u proizvodnji, jer su uključeni u svakoj fazi. U ovom radu posebno mjesto je dato najčešćem procesu - mehaničkom miješanju. U zavisnosti od uslova procesa u proizvodnji, koriste se posude i aparati sa uređajima za mešanje (mikserima) različitih konstrukcija.

Osnovni ciljevi rada su detaljno proučavanje glavnih mehaničkih procesa, uređaja za miješanje, njihovog rada i tehnološke namjene.

Mehanički procesi hemijske tehnologije

Mehanički procesi su procesi zasnovani na mehanički uticaj na proizvodu i to:

sortiranje

Postoje dvije vrste separacije proizvoda: sortiranje ili kvalitet u zavisnosti od organoleptičkih svojstava (boja, stanje površine, konzistencija) i razdvajanje po veličini u zasebne frakcije (sortiranje po česticama i obliku).

U prvom slučaju, operacija se izvodi organoleptičkim ispitivanjem proizvoda, u drugom - prosijavanjem.

Za uklanjanje nečistoća koristi se sortiranje prosijavanjem. Prilikom prosijavanja, čestice proizvoda manje od otvora sita (prolaza) prolaze kroz rupe, a čestice veće od otvora sita ostaju na situ u obliku otpada.

Za prosijavanje koriste se: metalna sita sa utisnutim rupama; žica od okrugle metalne žice, kao i sita od svilenih, kapronskih niti i drugih materijala.

Svilena sita su visoko higroskopna i relativno brzo se troše. Najloni su neosetljivi na promene temperature, relativne vlažnosti vazduha i prosijanih proizvoda; jačina kapronskih niti je veća od svile.

Brušenje

Mljevenje je proces mehaničke podjele prerađenog proizvoda na dijelove radi njegove bolje tehnološke upotrebe. Ovisno o vrsti sirovine i njegovim strukturnim i mehaničkim svojstvima, uglavnom se koriste dvije metode mljevenja: drobljenje i rezanje. Drobljenju su podvrgnuti proizvodi sa niskom vlagom, rezanju - proizvodi sa visokom vlagom.

Drobljenje u cilju dobijanja krupnog, srednjeg i finog mlevenja vrši se na mašinama za mlevenje, fino i koloidno - na specijalnim kavitacionim i koloidnim mlinovima.

U procesu rezanja, proizvod se dijeli na dijelove određenog ili proizvoljnog oblika (komadići, slojevi, kocke, štapići i sl.), kao i priprema fino usitnjenih vrsta proizvoda.

Za brušenje čvrstih proizvoda visoke mehaničke čvrstoće koriste se tračne i kružne pile i glodala.

Pritiskom

Postupci presovanja proizvoda uglavnom se koriste za njihovo razdvajanje u dvije frakcije: tečnu i gustu. Tokom procesa presovanja dolazi do uništenja strukture proizvoda. Prešanje se vrši pomoću kontinuiranih vijčanih presa (izvlakači različitih izvedbi).

Miješanje

Mešanje doprinosi intenziviranju termičkih biohemijskih i hemijskih procesa usled povećanja površinske interakcije između čestica smeše. Konzistencija i fizička svojstva smjese zavise od trajanja miješanja.

Doziranje i oblikovanje

Proizvodnja proizvoda preduzeća i njihovo puštanje u promet se obavljaju u skladu sa GOST-ovima ili TU ili internim tehnološkim karatima i zbirkama recepata, sa normama za polaganje sirovina i izlaza gotovih proizvoda(masa, zapremina). U tom smislu, bitni su procesi podjele proizvoda na porcije (doziranje) i davanje im određenog oblika (oblikovanje). Procesi doziranja i oblikovanja izvode se ručno ili mašinski, ovisno o proizvodnji.

toplina- oblik prijenosa energije koji se javlja kada tijela interaguju s različitim temperaturama (J)

Proces prijenosa topline između tijela na različitim temperaturama naziva se izmjena toplote

Toplotni tok - količina prenesene topline u jedinici vremena (J / s \u003d W)

Gustina toplotnog fluksa (q) - toplotni tok koji prolazi kroz jedinicu površine u jedinici vremena

pokretačka snaga je temperaturna razlika između više i manje zagrijanih tijela

tijelo koji učestvuju u prijenosu topline nazivaju se rashladna sredstva.

Postoje tri vrste prenosa toplote:

Toplotna provodljivost - proces prijenosa topline uslijed toplinskog kretanja i interakcije mikročestica , u direktnom međusobnom kontaktu

konvekcija se naziva prijenosom topline zbog kretanja i miješanja makroskopskih volumena plina ili tekućine

Toplotno zračenje - proces širenja elektromagnetnih oscilacija različitih talasnih dužina, usled toplotnog kretanja atoma i molekula zračijućeg tela

Ovisno o ciljevima tehnologije, javljaju se sljedeći termički procesi:

a) grijanje i hlađenje jednofaznih i višefaznih medija;

b) kondenzacija para hemijski homogenih tečnosti i njihovih smeša;

c) isparavanje vode u parno-gasni medij (ovlaživanje vazduha, sušenje materijala);

d) ključale tečnosti.

Prijenos topline vođenjem

Toplotna provodljivost je prijenos topline sa više na manje zagrijane dijelove tijela zbog toplinskog kretanja i interakcije mikročestica koje su u direktnom kontaktu jedna s drugom

temperaturno polje- skup temperatura na svim tačkama tela u datom trenutku.

Proces prenosa toplote toplotnom provodljivošću je opisan sa Furijeov zakon, prema kojoj količina toplote dQ, prenosi se vođenjem kroz površinski element dF, okomito na tok toplote tokom vremena dτ proporcionalno temperaturnom gradijentu dt/dn, površine dF i vrijeme dτ

λ – toplotna provodljivost tijela, W/(m K)

pokazuje koliko se topline prenosi vođenjem topline u jedinici vremena kroz jediničnu površinu za izmjenu topline kada temperatura padne za 1 stepen po jedinici dužine normale na izotermnu površinu

Konvektivni prijenos topline (prijenos topline) - proces prijenosa topline sa zida na plinoviti (tečni) medij ili u suprotnom smjeru.

Prijenos topline se odvija istovremeno konvekcijom i vođenjem topline.

Prema prirodi pojave, razlikuju se 2 vrste konvekcije:

besplatno zbog razlike u gustoći zagrijanih i hladnih čestica medija u gravitacionom polju;

prisiljen nastaje kada pumpa, ventilator

Newton-Richmannov zakon konvektivnog prijenosa topline- omogućava vam da odredite toplinski tok sa zagrijane površine zida u okolinu. medija ili sa zagrijanog medija na površinu zida

ili α - koeficijent prolaza toplote, koji pokazuje koliko se toplote prenosi sa 1 m 2 površine zida na tečnost za 1 sekundu pri temperaturnoj razlici između zida i tečnosti od 1 stepen

Fourier-Kirchhoffova diferencijalna jednadžba- karakterizira raspodjelu temperature u fluidu koji se kreće kada se dovodi toplina

Ova jednačina se može riješiti samo u rijetkim slučajevima, pa koriste teoriju sličnosti i izvode kriterije sličnosti. Konvektivni prijenos topline zapisuje se u obliku generalizirane jednadžbe u obliku ovisnosti kriterija sličnosti m/s

Termička sličnost

Nuseltov kriterijum:

Neophodni uvjeti za sličnost prijenosa topline je poštovanje r hidrodinamički I geometrijske sličnosti . Prvi karakteriše jednakost kriterijuma Re na sličnim točkama sličnih tokova, drugi - konstantnošću omjera glavnih geometrijskih dimenzija zida L1,L2,…,Ln do neke karakteristične veličine

Jednadžba kriterija konvektivnog prijenosa topline

toplotno zračenje - proces širenja elektromagnetnih oscilacija različitih talasnih dužina, usled toplotnog kretanja atoma i molekula tela koje zrače

Kirchhoffov zakon zračenja

Omjer emisivnosti bilo kojeg tijela i njegove apsorptivnosti isti je za sva tijela na datoj temperaturi za datu frekvenciju i ne ovisi o njihovom obliku i kemijskoj prirodi

Po definiciji, apsolutno crno tijelo apsorbira svo zračenje koje pada na njega, odnosno za njega. Dakle, funkcija se poklapa sa emisivnošću apsolutno crnog tijela, opisanom Stefan-Boltzmannovim zakonom, zbog čega se emisivnost bilo kojeg tijela može naći samo na osnovu njegovog apsorpcionog kapaciteta.

Prenos toplote kroz ravan zid

Prijenos topline- ovo je proces prijenosa topline sa više zagrijane na manje zagrijanu tekućinu (plin) kroz površinu ili čvrsti zid koji ih razdvaja

Količina toplote Q prenosi se u jedinici vremena iz vruće rashladne tekućine s temperaturom t1 na hladno sa temperaturom t2 kroz zid koji ih razdvaja δ i toplotna provodljivost λ. Temperature površine zida tst1 i tst2 respektivno. Koeficijenti prolaza toplote za vruću rashladnu tečnost α1, ali hladno – α2.

Pretpostavljamo da je proces prijenosa topline stabilan.

Pokretačka snaga procesa izmjene topline

Pokretačka snaga procesa prijenosa topline je temperaturna razlika nosača topline

U najjednostavnijim slučajevima prijenosa topline - istosmjernom i protustrujnom, prosječna temperaturna razlika je određena Grashofovom jednačinom kao prosječna logaritamska

Za tok naprijed: