Toplinski procesi nazivaju se procesi, čija je brzina određena brzinom dovoda ili odvođenja topline. U toplinskim procesima sudjeluju najmanje dvije sredine s različitim temperaturama, a toplina se spontano (bez troškova rada) prenosi iz medija s više visoka temperatura T 1 u okolinu s nižom temperaturom T 2, t.j. ako je ispunjena nejednakost T 1> T 2.

U ovom slučaju, medij s temperaturom T 1 naziva se nosač topline, a okolina s temperaturom T 2 naziva se rashladno sredstvo. Za toplinske procese koji se koriste u kemijskoj proizvodnji, te temperature variraju u vrlo širokom rasponu - od blizu 0K do tisuća stupnjeva.

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

Q = KDT * F, (10.4)

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

F - površina za izmjenu topline.

Pokretačka snaga toplinskih procesa je temperaturni gradijent

DT = T 1 - T 2. (10.5)

Toplinski procesi uključuju: zagrijavanje, hlađenje, kondenzaciju, isparavanje i isparavanje, izmjenu topline.

1. Grijanje- proces povećanja temperature obrađenih materijala dovođenjem topline u njih. Zagrijavanje se koristi u kemijskoj tehnologiji za ubrzavanje prijenosa mase i kemijskih procesa. Prema prirodi rashladne tekućine koja se koristi za grijanje, postoje:

- grijanje živom parom kroz mjehurić ili gluhom vodenom parom kroz zavojnicu ili plašt;

- zagrijavanje dimnim plinovima kroz stijenku aparata ili izravnim kontaktom;

- zagrijavanje prethodno zagrijanim međunosačima topline s vodom: mineralna ulja, rastaljene soli;

- grijanje električnom strujom u električnim pećima raznih vrsta (indukcijske, lučne, otporne);

- zagrijavanje čvrstim granuliranim nosačem topline, uključujući katalizator u struji plina.

Shema grijanja s granuliranim nosačem topline rashladna tekućina

Peć

zagrijana

komponenta

komponenta za hladni transport

1 - peć, 2 - uređaji 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 topline iz njih. Kao rashladna sredstva za hlađenje koriste se: voda, zrak, rashladna sredstva. Rashladni uređaji se dijele na:

- uređaji za neizravan kontakt materijala koji se hladi s rashladnom tekućinom kroz zid (hladnjaci) i

- uređaji za izravan kontakt materijala koji se hladi s rashladnim sredstvom (rashladni tornjevi ili scruberi).

Izbor dizajna uređaja određen je prirodom materijala koji se hladi i rashladnog sredstva.

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

- površinska kondenzacija, u kojoj dolazi do ukapljivanja para na površini vodom hlađene stijenke aparata, i

- kondenzacija miješanjem, pri čemu do hlađenja i ukapljivanja para dolazi izravnim dodirom s rashladnom vodom. Aparati prvog tipa nazivaju se površinski kondenzatori, aparati drugog tipa nazivaju se kondenzatori za miješanje i barometrijski kondenzatori. Kondenzacija miješanjem se koristi kada se isparena tekućina ne miješa s vodom.

4.Vaporizacija- postupak koncentriranja otopina čvrstih nehlapljivih tvari uklanjanjem hlapljivog otapala iz njih u obliku olovke. Isparavanje je vrsta procesa toplinskog isparavanja. Uvjet za proces isparavanja je jednakost tlaka pare nad otopinom tlaku pare u radnom volumenu isparivača.

Ako je ovaj uvjet zadovoljen, temperatura sekundarne pare koja nastaje iznad kipućeg otapala teoretski je jednaka temperaturi zasićene pare otapala. Isparavanje se može provesti pod tlakom ili pod vakuumom, što omogućuje smanjenje temperature procesa. Isparavanje se može provesti u dvije verzije: višestruko isparavanje i isparavanje toplinskom pumpom.

Višestruko isparavanje je proces isparavanja koji koristi sekundarnu paru kao paru za grijanje. Za to se isparavanje provodi u vakuumu ili pomoću pare za zagrijavanje pod visokim pritiskom.

Broj ljuski postrojenja određen je ekonomskim razmatranjima, posebno troškovima proizvodnje i održavanja pare, a ovisi o početnoj i konačnoj koncentraciji otopine koja se isparava.

Proces isparavanja toplinske pumpe temelji se na činjenici da se sekundarna para zagrijava na temperaturu ogrjevne pare komprimiranjem u turbopunjač ili injektoru i zatim se ponovno koristi za isparavanje otapala u istom isparivaču.

Višestruka shema isparavanja.

Kondenzat kondenzat

1 - prvi isparivač, 2 - drugi isparivač, p gr1 je tlak grijaće pare prvog aparata (svježa para), p at1 je tlak sekundarne pare iz prvog aparata, jednak p gr2 je tlak grijaće pare drugog aparata, p at2 je tlak sekundarne pare iz drugog aparata.

Krug isparavanja s toplinskom pumpom.

Isparena tekućina

Isparena tekućina

1 - isparivač, 2 - uređaj za zagrijavanje sekundarne pare.

Kraj rada -

Ova tema pripada odjeljku:

Kemijska tehnologija

Savezna država obrazovna ustanova.. viši strukovno obrazovanje.. Novgorod Državno sveučilište nazvan po Jaroslavu Mudrom..

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

Što ćemo s primljenim materijalom:

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

Cvrkut

Sve teme u ovom dijelu:

11.2 Osnovni zakoni homogenih procesa 12.1 Karakteristike heterogenih procesa 12 Heterogeni procesi 12.1 Karakteristike heterogenih procesa

Okoliš
Primarni izvor zadovoljenja materijalnih i duhovnih potreba čovjeka je priroda. Ona predstavlja i njegovo stanište – okoliš. Okoliš emitira priroda

Ljudske proizvodne aktivnosti i planetarni resursi
Materijalna proizvodnja uvjet je postojanja i razvoja čovječanstva, t.j. društveni i praktični odnos čovjeka prema prirodi. Raznovrsne i gigantske razmjere industrijske proizvodnje

Biosfera i njezina evolucija
Okoliš Složen je višekomponentni sustav čije su komponente međusobno povezane brojnim vezama. Okruženje se sastoji od niza podsustava, od kojih je svaki

Kemijska industrija
Prema namjeni proizvedenih proizvoda, industrija se dijeli na grane, od kojih je jedna kemijska industrija. Udio kemijske i petrokemijske industrije u ukupnoj proizvodnji

Kemijska znanost i proizvodnja
3.1 Kemijska tehnologija – znanstvena osnova kemijske proizvodnje Suvremena kemijska proizvodnja je velike tonaže, automatizirana proizvodnja, osnove

Značajke kemijske tehnologije kao znanosti
Kemijska tehnologija se razlikuje od teorijske kemije ne samo po potrebi da se uzmu u obzir ekonomski zahtjevi za proizvodnju koju proučava. Između zadataka, ciljeva i sadržaja teorijskog

Odnos kemijske tehnologije s drugim znanostima
Kemijska tehnologija koristi materijale iz raznih znanosti:

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

Resursi i racionalno korištenje sirovina
Udio sirovina u troškovima kemijskih proizvoda doseže 70%. Stoga je problem resursa i racionalno korištenje sirovina tijekom njegove obrade i ekstrakcije. U kemijskoj industriji

Priprema kemijskih 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 kemiji omogućuje proizvodnju niza vrijednih organskih tvari iz raznih sirovina. Na primjer, etilni alkohol, koji se koristi u velikim količinama u proizvodnji sintetike

Korištenje vode, svojstva vode
Kemijska industrija jedan je od najvećih potrošača vode. Voda se koristi u gotovo svim kemijskim industrijama u razne svrhe. U odabranim kemijskim postrojenjima potrošnja vode

Industrijska obrada vode
Štetni učinak nečistoća sadržanih u industrijskoj vodi ovisi o njihovoj kemijskoj prirodi, koncentraciji, disperziranom stanju, kao i o tehnologiji specifične proizvodnje korištenja vode. Sunce

Upotreba energije u kemijskoj industriji
V kemijska industrija odvijaju se različiti procesi povezani ili s oslobađanjem, ili s troškom, ili s međusobnim transformacijama energije. Energija se ne troši samo na kemikalije

Glavni izvor energije koju troši kemijska industrija su fosilna goriva i proizvodi njihove prerade, energija vode, biomasa i nuklearno gorivo. Energetska vrijednost zasebno

Tehničko-ekonomski pokazatelji kemijske proizvodnje
Za kemijsku industriju, kao granu masovne proizvodnje materijala, nije važna samo tehnologija, već i usko povezana s njom. ekonomski aspekt, o čemu ovisi ali

Struktura gospodarstva kemijske industrije
Za ocjenu ekonomske učinkovitosti važni su i pokazatelji kao što su kapitalni troškovi, troškovi proizvodnje i produktivnost rada. Ovi pokazatelji ovise o strukturi gospodarstva.

Materijalne i energetske bilance kemijske proizvodnje
Početni podaci za sve kvantitativne izračune pri organizaciji nove proizvodnje ili procjeni učinkovitosti postojeće temelje se na materijalnim i energetskim bilancama. Ove

Pojam kemijsko-tehnološkog procesa
U procesu kemijske proizvodnje polazne tvari (sirovine) prerađuju se u ciljni proizvod. Da biste to učinili, potrebno je provesti niz operacija, uključujući pripremu sirovina za prijenos u reakciju

Kemijski proces
Kemijski se procesi provode u kemijskom reaktoru, koji je glavni aparat proizvodnog procesa. Dizajn kemijskog reaktora i njegov način rada određuju učinkovitost u

Brzina kemijske reakcije
Brzina kemijske reakcije u reaktoru opisuje se općom jednadžbom: V = K * L * DC L-parametar koji karakterizira stanje reakcijskog sustava; K-konst

Opća brzina kemijskog procesa
Budući da se za heterogene sustave procesi u reaktorskim zonama 1, 3 i 2 pokoravaju različitim zakonima, oni se odvijaju različitom brzinom. Određuje se ukupna brzina kemijskog procesa u reaktoru

Termodinamički proračuni kemijsko-tehnoloških procesa
Pri projektiranju tehnoloških procesa vrlo su važni termodinamički proračuni kemijskih reakcija. Oni nam omogućuju da izvučemo zaključak o temeljnoj mogućnosti ove kemijske transformacije,

Ravnoteža u sustavu
Prinos ciljnog produkta kemijskog procesa u reaktoru određen je stupnjem približavanja reakcijskog sustava stanju stabilne ravnoteže. Stabilna ravnoteža ispunjava sljedeće uvjete:

Proračun ravnoteže iz termodinamičkih podataka
Proračun konstante ravnoteže i promjene Gibbsove energije omogućuje određivanje ravnotežnog sastava reakcijske smjese, kao i najveće moguće količine produkta. U središtu izračuna kontra

Termodinamička analiza
Poznavanje zakona termodinamike potrebno je inženjeru ne samo za provođenje termodinamičkih proračuna, već i za procjenu energetske učinkovitosti kemijsko-tehnoloških procesa. Vrijednost analize

Kemijska proizvodnja kao sustav
Proizvodni procesi u kemijskoj industriji mogu se značajno razlikovati po vrstama sirovina i proizvoda, uvjetima za njihovu primjenu, snazi ​​opreme itd. Međutim, uz svu raznolikost specifičnih

Simulacija sustavom kemijskog inženjerstva
Problem velikog prijelaza s laboratorijskog pokusa na industrijsku proizvodnju u dizajnu potonje rješava se metodom modeliranja. Modeliranje je metoda istraživanja

Odabir dijagrama procesa
Organizacija svakog CTP-a uključuje sljedeće faze: - razvoj kemijskih, konceptualnih i tehnoloških shema procesa; - odabir optimalnih tehnoloških parametara i montaža

Odabir parametara procesa
Parametri HTP-a odabrani su tako da daju najviše moguće ekonomska učinkovitost ne njegov pojedinačni rad, već cjelokupna proizvodnja u cjelini. Tako, na primjer, za gornji proizvod

Upravljanje kemijskom proizvodnjom
Složenost kemijske proizvodnje kao multifaktorskog i višerazinskog sustava dovodi do potrebe korištenja raznih upravljačkih sustava za pojedine proizvodne procese u njoj,

Hidromehanički procesi
Hidromehanički procesi su procesi koji se odvijaju u heterogenim, najmanje dvofaznim sustavima i podliježu zakonima hidrodinamike. Takvi se sustavi sastoje od dispergirane 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 masoo

Načela projektiranja kemijskih reaktora
Glavna faza kemijsko-tehnološkog procesa, koja određuje njegovu svrhu i mjesto u kemijskoj proizvodnji, provodi se u glavnom aparatu kemijsko-tehnološke sheme, u kojem se kemijska

Nacrti kemijskih reaktora
Strukturno, kemijski reaktori mogu imati različite oblike i dizajn, jer provode razne kemijske i fizikalne procese koji se odvijaju u teškim uvjetima prijenosa mase i topline

Raspored uređaja za kontakt
Kemijski reaktori za provođenje heterogenih katalitičkih procesa nazivaju se kontaktni uređaji. Ovisno o stanju katalizatora i načinu njegovog kretanja u aparatu, dijele se na:

Karakterizacija homogenih procesa
Homogeni procesi, t.j. Relativno se rijetko susreću procesi koji se odvijaju u homogenom mediju (tekućine ili plinovite smjese koje nemaju međusklopove koji razdvajaju dijelove sustava)

Homogeni procesi u plinskoj fazi
Homogeni procesi u plinskoj fazi imaju široku primjenu u tehnologiji organskih tvari. Za provedbu ovih procesa organska tvar isparava, a zatim se njezine pare obrađuju na ovaj ili onaj način

Homogeni procesi u tekućoj fazi
Od velikog broja procesa koji se odvijaju u tekućoj fazi, procesi neutralizacije lužine u tehnologiji mineralnih soli bez stvaranja čvrste soli mogu se svrstati u homogene. Na primjer, dobivanje sulfata

Osnovni zakoni homogenih procesa
Homogeni procesi se u pravilu odvijaju u kinetičkom području, t.j. ukupna brzina procesa određena je brzinom kemijske reakcije, stoga su zakoni utvrđeni za reakcije primjenjivi i

Karakterizacija heterogenih procesa
Heterogeni kemijski procesi temelje se na reakcijama između reagensa u različitim fazama. Kemijske reakcije su jedna od faza heterogenog procesa i teku nakon kretanja

Procesi u sustavu plin-tekućina (G-F)
U kemijskoj industriji naširoko se koriste procesi koji se temelje na interakciji plinovitih i tekućih reagensa. Takvi procesi uključuju apsorpciju i desorpciju plinova, isparavanje tekućina

Procesi u binarnim krutim, dvofaznim tekućim i višefaznim sustavima
Postupci koji uključuju samo čvrste faze (T-T) obično uključuju sinteriranje čvrstih materijala tijekom njihovog pečenja. Sinteriranje je proizvodnja tvrdih i poroznih grudica od finih prahova

Visokotemperaturni procesi i uređaji
Povećanje temperature utječe na ravnotežu i brzinu kemijsko-tehnoloških procesa koji se odvijaju u kinetičkom i difuzijskom području. Stoga, regulacija temperaturni režim itd

Bit i vrste katalize
Kataliza je promjena brzine kemijskih reakcija ili njihovog pobuđivanja kao posljedica djelovanja katalitičkih tvari, koje, sudjelujući u procesu, na kraju procesa ostaju kemijski nestabilne.

Svojstva čvrstih katalizatora i njihova izrada
Industrijski čvrsti katalizatori su složena smjesa koja se naziva kontaktna masa. U kontaktnoj masi neke su tvari stvarni katalizator, dok druge služe kao aktivator

Aparat za katalitičke procese
Uređaji za homogenu katalizu nemaju karakteristične značajke, provođenje katalitičkih reakcija u homogenom okruženju tehnički je jednostavno za implementaciju i ne zahtijeva posebne aparate

Najvažnije kemijske industrije
U n.v. poznato je više od 50 000 pojedinačnih anorganskih i oko tri milijuna organskih tvari. V radni uvjeti primaju samo mali dio otvorenih tvari. Zapravo

Primjena
Visoka aktivnost sumporne kiseline, u kombinaciji s relativno niskim troškovima proizvodnje, predodredili su veliki opseg i izuzetnu raznolikost njezine primjene. Među mineralnim

Tehnološka svojstva sumporne kiseline
Bezvodna sumporna kiselina (monohidrat) N2SO4 je teška uljasta tekućina koja se miješa s vodom u svim omjerima uz oslobađanje velike količine

Načini dobivanja
Još u 13. stoljeću sumporna kiselina dobivala se termičkom razgradnjom željezovog sulfata FeSO4, pa se čak i danas jedna od sorti sumporne kiseline naziva vitriol ulje, iako je sumporna kiselina dugo bila

Sirovine za proizvodnju sumporne kiseline
Sirovina u proizvodnji sumporne kiseline može biti elementarni sumpor i različiti spojevi koji sadrže sumpor, iz kojih se izravno može dobiti sumpor ili sumporov oksid. Prirodni depozit

Kontaktna metoda za proizvodnju sumporne kiseline
Velike količine sumporne kiseline, uključujući oleum, proizvode se kontaktnom metodom. Kontaktna metoda uključuje tri faze: 1) čišćenje plina od nečistoća štetnih za katalizator; 2) konta

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

Tehnologija vezanog dušika
Plin dušik je jedan od najstabilnijih kemijske tvari... Energija vezanja u molekuli dušika je 945 kJ / mol; ima jednu od najvećih entropija po a

Sirovinska baza industrije dušika
Sirovina za dobivanje proizvoda u industriji dušika je atmosferski zrak i različite vrste gorivo. Jedan od sastavni dijelovi zrak je dušik, koji se koristi u polu

Primanje procesnih plinova
Sintetski plin iz krutih goriva. Prvi od glavnih izvora sirovina za proizvodnju sintetskog plina bio je kruto gorivo, koji je obrađen u generatorima vodenog plina prema sljedećem str

Sinteza amonijaka
Razmotrimo elementarnu tehnološku shemu moderne proizvodnje amonijaka pri prosječnom tlaku kapaciteta 1360 t / dan. Način njegovog rada karakteriziraju sljedeći parametri: temperament

Tipični tehnološki procesi soli
Većina MU su različite mineralne soli ili krute tvari sa svojstvima sličnim soli. Tehnološke sheme Proizvodnja MU je vrlo raznolika, ali, u većini slučajeva, skladište

Razgradnja fosfatnih sirovina i dobivanje fosfornih gnojiva
Prirodni fosfati (apatiti, fosforiti) koriste se uglavnom za proizvodnju mineralnih gnojiva. Kvaliteta dobivenih spojeva fosfora ocjenjuje se sadržajem P2O5 u njima.

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

Jednostavna proizvodnja superfosfata
Bit proizvodnje jednostavnog superfosfata je transformacija prirodnog fluorapatita, netopivog u vodi i otopinama tla, u topive spojeve, uglavnom monokalcijev fosfat

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

Razgradnja fosfata dušičnom kiselinom
Dobivanje složenih gnojiva. Progresivni pravac u preradi fosfatnih sirovina je primjena metode dušične kiselinske razgradnje apatita i fosforita. Ova metoda poziva

Proizvodnja dušičnih gnojiva
Najvažnija vrsta mineralnih gnojiva su dušična: amonijev nitrat, karbamid, amonijev sulfat, vodene otopine amonijaka i dr. Dušik ima izuzetno važnu ulogu u životu

Proizvodnja amonijevog nitrata
Amonijev nitrat, ili amonijev nitrat, NH4NO3 je bijela kristalna tvar koja sadrži 35% dušika u amonijevim i nitratnim oblicima, oba oblika dušika se lako asimiliraju

Proizvodnja uree
Urea (urea) među dušičnim gnojivima zauzima drugo mjesto po proizvodnji nakon amonijevog nitrata. Rast proizvodnje uree je posljedica širokog opsega njezine uporabe u poljoprivredi.

Proizvodnja amonijevog sulfata
Amonijev sulfat (NH4) 2SO4 je bezbojna kristalna tvar, sadrži 21,21% dušika, zagrijavanjem na 5130C potpuno se raspada u

Proizvodnja kalcijevog nitrata
Svojstva Kalcijev nitrat (vapno ili kalcijev nitrat) tvori nekoliko kristalnih hidrata. Bezvodna sol se topi na temperaturi od 5610C, ali već na 5000

Proizvodnja tekućeg dušičnog gnojiva
Uz kruta gnojiva koriste se i tekuća dušična gnojiva, a to su otopine amonijevog nitrata, karbamida, kalcijevog nitrata i njihovih mješavina u tekućem amonijaku ili u koncentriranom

opće karakteristike
Više od 90% kalijevih soli izvađenih iz utrobe zemlje i proizvedenih tvorničkim metodama koristi se kao gnojivo. Kalijeva gnojiva su prirodna ili sintetička

Dobivanje kalijevog klorida
Flotacijska metoda proizvodnje Flotacijska metoda odvajanja kalijevog klorida iz silvinita temelji se na flotacijskom gravitacijskom odvajanju vodotopivih minerala kalijeve rude u okolišu

Tipični procesi silikatne tehnologije
U proizvodnji silikatnih materijala, standard tehnološkim procesima, što je zbog bliskosti fizikalno-kemijskih osnova njihove pripreme. U samom opći pogled proizvodnja bilo kojeg silikata

Proizvodnja zračnog vapna
Zračno ili građevinsko vapno je vezivo bez silikata na bazi kalcijevog oksida i hidroksida. Postoje tri vrste zračnog vapna: - prašak za pecivo (živo vapno

Proces proizvodnje stakla
Kao sirovine za proizvodnju stakla koriste se različiti prirodni i sintetički materijali. Prema ulozi u nastanku stakla dijele se u pet skupina:

Vatrostalna proizvodnja
Vatrostalni materijali (vatrostalni materijali) su nemetalni materijali koje karakterizira povećana vatrostalnost, t.j. sposobnost da izdrži, bez taljenja, učinke visokih temperatura

Elektroliza vodenih otopina natrijevog klorida
Elektrolizom vodenih otopina natrijevog klorida nastaje klor, vodik i natrijev hidroksid (kaustična soda). Klor pri atmosferskom tlaku i normalnoj temperaturi žuto-zeleni plin s u

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

Elektroliza otopina natrijevog klorida u kupkama sa živinom katodom i grafitnom anodom omogućuje dobivanje koncentriranijih proizvoda nego u kupelji s dijafragmom. Prilikom prolaska

Proizvodnja klorovodične kiseline
Klorovodična kiselina je otopina klorovodika u vodi. Klorovodik je bezbojni plin s točkom tališta od –114,20C i vrelištem od –85

Elektroliza talina. Proizvodnja aluminija
U elektrolizi vodenih otopina mogu se dobiti samo tvari čiji je potencijal otpuštanja na katodi pozitivniji od potencijala oslobađanja vodika. Konkretno, takva elektronegativna

Proizvodnja glinice
Bit proizvodnje glinice je odvajanje aluminijevog hidroksida od ostalih minerala. To se postiže primjenom niza složenih tehnoloških metoda: pretvaranjem glinice u topljivu

Proizvodnja aluminija
Proizvodnja aluminija vrši se iz glinice otopljene u kriolitu Na3AlF6. Kriolit, kao otapalo za aluminij, prikladan je jer prilično dobro otapa Al

Metalurgija
Metalurgija je znanost o metodama dobivanja metala iz ruda i drugih sirovina i grana industrije koja proizvodi metale. Metalurška proizvodnja nastala je u antičko doba. U zoru vremena

Rude i načini njihove prerade
Sirovine za proizvodnju metala su metalne rude. S izuzetkom malog broja (platina, zlato, srebro), metali se u prirodi nalaze u obliku kemijskih spojeva koji čine metal

Proizvodnja sirovog željeza
Kao sirovina za proizvodnju sirovog željeza koriste se željezne rude, koje se dijele u četiri skupine: Rude magnetskog željeznog oksida ili magnetske željezne rude, sadrže 50-70% željeza i osnovne su

Proizvodnja bakra
Bakar je metal koji je postao široko rasprostranjen u tehnologiji. Čisti bakar je svijetloružičaste boje. Talište mu je 10830C, vrelište je 23000C, dobro je

Kemijska obrada goriva
Gorivom se nazivaju prirodne ili umjetno proizvedene zapaljive organske tvari koje su izvor toplinske energije i sirovina za kemijsku industriju. Po prirodi posto

Koksiranje ugljena
Koksiranje je metoda prerade goriva, uglavnom ugljena, koja se sastoji u zagrijavanju bez pristupa zraka na 900-10500S. U tom slučaju gorivo se razgrađuje s stvaranjem

Proizvodnja i prerada plinovitih goriva
Plinovito gorivo je gorivo koje je u plinovitom stanju pri temperaturi i tlaku svog rada. Prema podrijetlu, plinovita goriva se dijele na prirodna i sintetička

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

Sirovine i procesi zaštite okoliša
Proizvodnja proizvoda za zaštitu okoliša temelji se na fosilnim organskim sirovinama: nafti, prirodnom plinu, ugljenu i škriljevcu. Kao rezultat raznih kemijskih i fizikalno-kemijskih pre

Sinteze na bazi ugljičnog monoksida i vodika
Organska sinteza na bazi ugljičnog monoksida i vodika dobila je širok industrijski razvoj. Katalitičku sintezu ugljikovodika iz CO i H2 prvi je proveo Sabatier, sint.

Sinteza metilnog alkohola
Metilni alkohol (metanol) se dugo vremena dobivao iz suprasmolne vode koja se oslobađa tijekom suhe destilacije drva. Prinos alkohola u ovom slučaju ovisi o vrsti drva i kreće se od 3

Proizvodnja etanola
Etanol je bezbojna pokretna tekućina s karakterističnim mirisom, vrelište 78,40C, talište –115,150C, gustoća 0,794 t/m3. Etanol se umiješa

Proizvodnja formaldehida
Formaldehid (metanal, mravlji aldehid) je bezbojni plin oštrog nadražujućeg mirisa, s točkom vrelišta od -19,20C, talištem od -1180C i gustoćom (u tekućini

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

Proizvodnja acetaldehida
Acetaldehid (etanal, ocat

Proizvodnja octene kiseline i anhidrida
Octena kiselina (etanska kiselina) je bezbojna tekućina oštrog mirisa, s točkom vrelišta od 118,10C, talištem od 16,750C i gustoćom

Polimerizacijski monomeri
Monomeri su spojevi male molekularne mase pretežno organske prirode, čije molekule mogu reagirati jedna s drugom ili s molekulama drugih spojeva da nastanu

Proizvodnja polivinil acetatne disperzije
U SSSR-u industrijska proizvodnja PVAD je prvi put proveden 1965. godine. Glavna metoda dobivanja PVAD-a u SSSR-u bila je kontinuirana kaskada, međutim, postojali su proizvodni pogoni u kojima je periodično

Spojevi visoke molekularne težine
Prirodni i sintetski visokomolekularni organski spojevi od velike su važnosti u nacionalnom gospodarstvu: celuloza, kemijska vlakna, gume, plastika, guma, lakovi, ljepila itd. Kako n

Proizvodnja pulpe
Celuloza je jedna od glavnih vrsta polimernih materijala... Više od 80% drva koje se koristi za kemijsku obradu koristi se za dobivanje celuloze i drvne mase. Celuloza, ponekad

Proizvodnja kemijskih vlakana
Vlakna su tijela čija je duljina višestruko veća od njihove vrlo male veličine. presjek, obično se mjeri u mikronima. Vlaknasti materijali, t.j. tvari sastavljene od vlakana, i

Proizvodnja plastike
Plastika uključuje opsežnu skupinu materijala, glavni dio koji su prirodni ili sintetski spirali koji se mogu transformirati u plastiku pri povišenoj temperaturi i tlaku

Dobivanje gume i gume
Elastične spirale se odnose na gume, sposobne se značajno deformirati pod utjecajem vanjskih sila i brzo se vratiti u prvobitno stanje nakon uklanjanja opterećenja. Elastična svojstva

U ODJELJAK "TERMIČKI PROCESI"

Program sekcije

Uloga toplinskih procesa u kemijskoj tehnologiji.

Industrijske metode opskrbe i odvođenja topline. Vrste rashladnih tekućina i područja njihove primjene. Grijanje vodenom parom. Značajke uporabe zasićene pare kao sredstva za grijanje, glavne prednosti i primjene. Toplotni balans pri zagrijavanju "vrućom" i "gluhom" parom. Grijanje vrućim tekućinama, prednosti i nedostaci. Grijanje na dimne plinove. Grijanje električnom strujom. Sredstva za hlađenje.

Izmjenjivači topline. Klasifikacija izmjenjivača topline. Oklopni i cijevni izmjenjivači topline: dizajn, komparativne karakteristike... Izmjenjivači topline zavojnica: prednosti i nedostaci. Izmjenjivači topline s ravnom površinom: dizajn, prednosti i nedostaci. Mješajući izmjenjivači topline: dizajn, prednosti i nedostaci. Regenerativni izmjenjivači topline: dizajn, prednosti i nedostaci.

Proračun površinskih izmjenjivača topline... Izbor izmjenjivača topline. Projektni proračun izmjenjivača topline. Provjera proračuna izmjenjivača topline. Odabir optimalnog načina rada izmjenjivača topline.

Isparavanje... Svrha procesa. Klasifikacija procesa i aparata isparavanja. Jedno isparavanje: princip rada, prednosti i nedostaci. Višestruko isparavanje: princip rada, prednosti i nedostaci. Isparavanje toplinskom 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 učinkovitosti postrojenja za isparavanje.

VARIJANTE PRORAČUNSKOG ZADATAKA

Problem 1

Odrediti potrebnu površinu izmjenjivača topline i duljinu cijevi školjkastog izmjenjivača topline s brojem poteza za izvođenje procesa pri masenom protoku A u cijevnom prostoru. Temperatura rashladne tekućine u grijaču i hladnjaku varira od do pri srednjem tlaku. U isparivaču i kondenzatoru temperatura rashladne tekućine jednaka je točki vrelišta ili temperaturi kondenzacije pri tlaku.

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

Ukupan broj cijevi u izmjenjivaču topline, promjer cijevi je 25x2,5 mm, promjer kućišta. Također je potrebno odrediti hidraulički otpor aparata, prikazati graf promjene temperatura rashladnih sredstava, dijagram školjkastog izmjenjivača topline. Početni podaci za rješavanje problema dati su u tablici 2.1.

Tablica 2.1

Posljednja znamenka đačke knjižice	Nosač topline	Tip izmjenjivača topline	Parametri nosača topline	Predzadnji lik đačke knjižice	Potrošnja sredstva za grijanje, kg / s	Karakteristika izmjenjivača topline
, 0 C	, 0 C	, MPa	, 0 C	, 0 C	, MPa
Broj cijevi	Broj poteza,	Promjer kućišta, mm
	Voda / difenil	hladnjak			-			-		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	hladnjak			-			-		3,4			1,0
	Metilni 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
	Etilni alkohol/voda	hladnjak			-			-		3,7			0,6
	Tetraklorid ugljika/voda	grijač			-			-		5,8			1,0

VRIJEDNOST FIZIČKIH PROCESA I NJIHOVA KLASIFIKACIJA

V U proizvodnji industrijskih proizvoda široko se koriste fizikalni procesi kemijske tehnologije - drobljenje sirovina, kretanje tekućina i plinova kroz cjevovode, grijanje i hlađenje, odvajanje homogenih i heterogenih sustava itd.

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

Primjerice, u fazi pripreme nafte za rafinaciju, procesi kretanja nafte kroz cjevovode, procesi odvajanja heterogenih sustava (uklanjanje pijeska, gline, vode i pratećeg plina iz nafte taloženjem, električna dehidracija), te procesi koristi se lož ulje do točke vrenja. U glavnoj fazi destilacije ulja u frakcije odvija se destilacija, rektifikacija, hlađenje i kondenzacija para. U završnoj fazi (rafiniranje naftnih derivata) koriste se sorpcijski postupci za uklanjanje nečistoća pomoću krutih i tekućih apsorbera.

Takvi primjeri raširene uporabe fizikalnih 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 - toplinski i procesi prijenosa mase (zagrijavanje šarže, taljenje i kristalizacija metala, toplinski i kemijsko-termijska obrada čelika), u strojarstvu i radioelektronici - kondenzacija para rastaljenog metala na površini dijelova i proizvoda, u proizvodnji građevinskih i lakiranih materijala, prehrambeni proizvodi- fino i superfino mljevenje, sušenje itd.

Fizikalni procesi dobivaju veliku važnost u mjerama zaštite okoliša za pročišćavanje otpadnih voda i emisija plinova od štetnih nečistoća, kao i za oporabu industrijskog i kućnog otpada (suho i mokro čišćenje plinova, metode prerade industrijskih otpadnih voda bez reagensa, itd.).

Fizikalni procesi kemijske tehnologije dijele se na fizikalne i mehaničke (drobljenje, mljevenje), hidromehaničke (kretanje tekućina i plinova, odvajanje heterogenih sustava), toplinske (grijanje, hlađenje i kondenzacija para) i prijenos mase (sorpcija, kristalizacija, sušenje). , destilacija, rektifikacija, ekstrakcija, odvajanje homogenih sustava pomoću polupropusnih membrana).

VRSTE FIZIČKIH PROCESA

Fizički i mehanički procesi

Usitnjavanje. U industriji za intenziviranje kemijskih interakcija, posebno za heterogene i krute faze proizvodnje Građevinski materijal, metala, mineralnih gnojiva i dr., iznimno je važno povećati kontaktnu površinu faza, postignutu mehaničkim mljevenjem. Procesi mljevenja svode se na uništavanje izvorne strukture tvari drobljenjem, cijepanjem, abrazijom ili udarcem. Ovisno o mehanička svojstva različite vrste udara primjenjuju se na početne materijale i početne veličine komada. Na primjer, tvrde i lomljive tvari se drobe cijepanjem, udarcem, a plastične tvari dobro se habaju. Što je materijal tvrđi i duktilniji, to ga je teže brusiti.

Brušenje se može izvesti i suho i mokro - u vodi ili drugim tekućinama, što eliminira stvaranje prašine i povećava učinkovitost procesa. Strojevi za mljevenje dijele se na grube, srednje i fine drobilice, te fine i ultrafine mlinove. Strojevi za mljevenje rade u otvorenim i zatvorenim ciklusima; potonje može značajno smanjiti potrošnju energije za mljevenje i povećati učinkovitost procesa.

Toplinski procesi

Prijenos energije u obliku topline koji se događa između tijela s različitim temperaturama naziva se prijenos topline. Pokretačka snaga svakog procesa prijenosa topline je temperaturna razlika između više zagrijanog i manje zagrijanog tijela. Postoje tri bitno različita načina prijenosa topline: provođenje topline, konvekcija i toplinsko zračenje.

Toplinska vodljivost je prijenos topline zbog nasumičnog toplinskog kretanja atoma i molekula u izravnom međusobnom kontaktu. U krutim tijelima toplinska vodljivost je glavni način prijenosa topline, dok se u plinovima i tekućinama proces širenja topline odvija i na druge načine. Na koeficijent toplinske vodljivosti utječu priroda i struktura tvari, temperatura i vlažnost materijala itd .; Metali imaju najveću toplinsku vodljivost: čelik - 4,6, aluminij-210, bakar - 380 W / (m K), a najnižu - voda - 0,6 W / (m K). Zrak ima toplinsku vodljivost od 0,03 W / (m K).

Konvekcija je proces prijenosa topline zbog kretanja i miješanja makroskopskih dijelova plinova ili tekućina. Prijenos topline može se izvršiti pomoću prirodnim(slobodna) konvekcija zbog razlike gustoće u različitim točkama volumena tekućine ili plina, koja proizlazi iz temperaturne razlike u tim točkama, kao i prisiljen konvekcija tijekom mehaničkog kretanja cjelokupnog volumena plina ili tekućine.

Toplinsko zračenje je proces širenja elektromagnetskih oscilacija različitih valnih duljina, koji nastaje zbog toplinskog kretanja atoma i molekula tijela koje zrače. Ta tijela emitiraju elektromagnetsku energiju, koju apsorbiraju druga, hladnija tijela i pretvara se u toplinu.

U stvarnim uvjetima, toplina se ne prenosi bilo kojom od gore navedenih metoda, već kombiniranim putem, koji se naziva prijenos topline. U uređajima koji neprekidno rade, izmjena topline odvija se u stacionarnom (stabilnom) načinu rada, u periodičnim - u nestacionarnom. Učinkovitost prijenosa topline ovisi o koeficijentu, koji pokazuje koliko se topline prenosi u jedinici vremena s više zagrijanog na manje zagrijani medij kroz ravnu stijenku koja ih odvaja površinom od 1 m 2 s prosječnom temperaturnom razlikom između nosači topline od 1°. Prosječna temperaturna razlika ovisi o smjeru kretanja tekućina za prijenos topline. Odabir ispravnog smjera kretanja toplinskih tokova (prednji tok, protutok, poprečni tok) značajno utječe na učinkovitost procesa prijenosa topline i uštedu topline.

Glavni toplinski procesi u industriji su procesi zagrijavanja vodenom parom, dimnim plinovima, nosačima topline i električnom strujom, kao i procesi hlađenja, uključujući i one ispod -200°C.

Procesi prijenosa mase

Procesi prijenosa mase koji se temelje na prijelazu jedne ili više tvari iz jedne faze u drugu imaju veliku važnost u kemijskoj tehnologiji. U industriji se uglavnom koriste procesi prijenosa mase između plina (pare) i tekućine, između plina i krutine, između krute i tekuće, kao i između dvije tekuće faze. Ovi procesi uključuju: apsorpciju, adsorpciju, destilaciju i rektifikaciju, kristalizaciju, sušenje itd.

Brzina prijenosa mase pri danoj temperaturi ovisi o intenzitetu molekularne difuzije, tj. sposobnosti spontanog prodora jedne tvari u drugu uslijed nasumičnog kretanja molekula. Proces prijenosa mase iz jedne faze u drugu događa se zbog razlike u koncentraciji tvari u tim fazama dok se ne postignu ravnotežni uvjeti. Pokretačka snaga procesa prijenosa mase, njegova učinkovitost može se izraziti u bilo kojim jedinicama koje se koriste za određivanje sastava faza, međutim, najčešće se pokretačka sila procesa izražava kroz razliku između radne i ravnotežne koncentracije distribuiranog komponenta u prvoj i drugoj fazi. Količina mase koja se prenosi iz jedne faze u drugu ovisi o sučelju, trajanju procesa i razlici u koncentraciji.

Povećanje učinkovitosti procesa prijenosa mase može se postići povećanjem kontaktne površine faza, povećanjem brzine protoka i njegove turbulencije, kao i smanjenjem difuzijskog otpora medija (npr. u procesu apsorpcije, slučaj apsorpcije slabo topljivog plina). Slijede primjeri osnovnih procesa prijenosa mase.

Apsorpcija je proces apsorpcije plina ili pare tekućim apsorberom. Apsorpciju karakterizira selektivnost (selektivnost), odnosno svaku tvar apsorbira određeni apsorber. Razlikujemo jednostavnu apsorpciju, koja se temelji na fizičkoj apsorpciji komponente tekućim apsorberom, i kemisorpciju, koja je popraćena kemijskom reakcijom između komponente koja se ekstrahira i tekućeg apsorbera. Primjer jednostavne apsorpcije je proizvodnja klorovodične kiseline, a kemisorpcija se široko koristi u proizvodnji sumporne i dušične kiseline, dušičnih gnojiva itd. Apsorpcija se događa u aparatima tipa stupca (pakirani, u obliku diska, itd.).

Adsorpcija je proces apsorpcije jedne ili više komponenti iz mješavine plina ili tekućine pomoću krutog apsorbera - adsorbenta. Mehanizam procesa adsorpcije, koji se razlikuje od mehanizma apsorpcije, praktički je sličan mehanizmu drugih procesa prijenosa mase uz sudjelovanje krute faze. Najuniverzalnija teorija adsorpcije je teorija volumetrijskog punjenja mikropora koju je razvio MMDubinin, gdje se privlačenje molekula apsorbirane tvari s adsorbentom uzima u obzir na temelju ovisnosti ravnoteže o strukturi pora. adsorbens. Čvrste tvari s visoko razvijenom površinom i velikom poroznošću (aktivni ugljen, silika gelovi, alumogelovi, zeoliti - vodeni kalcijevi i natrijevi aluminosilikati, smole za ionsku izmjenu i dr.) imaju široku primjenu kao adsorbensi. Adsorpcija se koristi u industriji za pročišćavanje i sušenje tekućina i plinova, za odvajanje mješavina raznih tekućih i plinovitih tvari, za ekstrakciju hlapljivih otapala, bistrenje otopina, za pročišćavanje vode itd. Adsorpcija se koristi u kemijskoj industriji. , ulja, boja i lakova, tiskarske i druge industrije.

Destilacija i rektifikacija se koriste za odvajanje tekućih homogenih smjesa koje se sastoje od dvije ili više hlapljivih komponenti i temelje se na različitim točkama vrelišta komponenti, tj. na različitim hlapljivostima komponenti smjese na istoj temperaturi. Ako se početna smjesa, koja se sastoji od tekućina s različitim točkama vrelišta, djelomično ispari, a nastale pare kondenziraju, tada će se kondenzat po svom sastavu razlikovati po većem udjelu komponente niskog vrenja (HC), a preostali početni smjesa će biti obogaćena niskohlapljivom komponentom visokog vrenja (VC). Ova tekućina naziva se ostatak, a kondenzat se naziva destilat ili rektificirani. Postoje dvije bitno različite vrste destilacije: jednostavna (jednostruka) destilacija i rektifikacija.

Rektifikacija je odvajanje smjese tekućina na temelju višekratnog isparavanja tekućine i kondenzacije para. Kao rezultat ispravljanja, čistiji krajnji proizvodi... Proces se provodi u aparatima tipa kolone (na primjer, nabijene i u obliku diska kontinuirane destilacijske kolone itd.). Procesi destilacije i rektifikacije imaju široku primjenu u kemijskoj 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 stvaranjem središta (ili jezgri) kristalizacije. Brzina njihovog nastanka ovisi o temperaturi, brzini miješanja itd. Kako temperatura raste, brzina rasta kristala se povećava, ali to dovodi do stvaranja manjih kristala i često uzrokuje smanjenje pokretačke sile procesa. Velike kristale lakše je dobiti njihovim sporim rastom bez miješanja i niskim stupnjem prezasićenosti otopina, ali to smanjuje produktivnost procesa kristalizacije. Nalaz optimalna brzina kristalizacija i predstavlja jednu od glavnih zadaća ovog procesa.

Široko se koristi nekoliko metoda kristalizacije: kristalizacija s hlađenjem, kristalizacija s uklanjanjem dijela otapala i kristalizacija u vakuumu. Koriste se šaržni i kontinuirani kristalizatori ovisno o metodi kristalizacije.

Kristalizacija je temelj metalurških i ljevačkih procesa, dobivanja premaza, filmova koji se koriste u mikroelektronici, a koristi se i u kemijskoj, farmaceutskoj, prehrambenoj i drugim industrijama. Kristalizacija je završna faza u proizvodnji mineralnih soli, gnojiva, organskih i visoko čistih tvari. Proces kristalizacije metala iz taline od posebnog je značaja u industriji.

Sušenje je proces uklanjanja vlage iz različitih (čvrstih, tekućih i plinovitih) materijala. Vlagu se može ukloniti isparavanjem, sublimacijom, smrzavanjem, visokofrekventnim strujama, adsorpcijom itd. Međutim, najčešće je sušenje isparavanjem zbog dovoda topline. Ekonomičnije je uzastopno uklanjanje vlage filtracijom, centrifugiranjem (s udjelom preostale vlage od 10 - 40%), a zatim sušenjem toplinom.

Razlikovati kontaktno i konvektivno sušenje. U kontaktnom sušenju toplina se prenosi na materijal koji se suši kroz stijenku aparata. Konvektivno sušenje temelji se na izravnom prijenosu topline na materijal iz zagrijanog zraka, dimnih plinova, pregrijane pare itd.

Brzina sušenja određena je količinom vlage koja je uklonjena s jedinice površine materijala koji se suši u jedinici vremena. Brzina sušenja, uvjeti za njegovu provedbu i konstrukcija okova uvelike ovise o prirodi materijala koji se suši, prirodi veze između vlage i materijala, veličini komada, debljini sloja materijala, vlažnosti. sadržaj materijala, vanjski čimbenici (temperatura, tlak, vlaga) itd.

Tradicionalne sušare koje se koriste u proizvodnji građevinskog materijala, mineralnih soli, bojila i sl. su kontinuirane sušare (bubanj, tunel, transporter, pneumatski fluidizirani sloj) i šaržne sušare (jama, kabinet, komora, itd.) ... Fluidized sprej sušači su najučinkovitiji. Za poboljšanje kvalitete osušenih materijala, povećanje brzine sušenja i poboljšanje tehničkih i ekonomskih pokazatelja, koristi se vakuumsko, infracrveno, kriogeno, ultrazvučno, mikrovalno sušenje.

Uvod

Svaka tehnologija, uključujući i kemijsku, znanost je o metodama prerade sirovina u gotove proizvode. Metode recikliranja moraju biti ekonomski i ekološki prihvatljive i ispravne.

Kemijska tehnologija nastala je krajem 18. stoljeća i gotovo do 30-ih godina 20. stoljeća sastojala se od opisa pojedinih kemijskih industrija, njihove glavne opreme, materijalne i energetske bilance. Razvojem kemijske industrije i povećanjem broja kemijskih industrija postalo je potrebno proučavanje i utvrđivanje općih obrazaca za izgradnju optimalnih kemijsko-tehnoloških procesa, njihovu industrijsku provedbu i racionalan rad. U kemijskoj tehnologiji potrebno je jasno razlikovati tokove tvari s kojima dolazi do pretvorbe, najprije od sirovina, zatim po stupnju međuproizvoda dok se ne dobije konačni ciljni proizvod.

Glavni zadatak kemijske tehnologije je kombiniranje u jednom tehnološki sustav razne kemijske transformacije s fizikalno-kemijskim i mehaničkim procesima: mljevenje i sortiranje čvrstih materijala, formiranje i odvajanje heterogenih sustava, prijenos mase i topline, fazne transformacije itd.

Mehanički procesi zauzimaju jedno od glavnih mjesta u proizvodnji, jer su uključeni u svaku od njegovih faza. U ovom radu posebno mjesto zauzima najčešći postupak – mehaničko miješanje. Ovisno o uvjetima procesa u proizvodnji, koriste se spremnici i aparati s uređajima za miješanje (mješalice) različitih izvedbi.

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

Mehanički procesi kemijske tehnologije

Mehanički procesi uključuju procese koji se temelje na mehanički utjecaj po proizvodu, i to:

Sortiranje

Postoje dvije vrste separacije proizvoda: sortiranje ili kakvoća ovisno o organoleptičkim svojstvima (boja, stanje površine, konzistencija) i razdvajanje po veličini na pojedinačne frakcije (razvrstavanje po zrnu i obliku).

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

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

Za prosijavanje koristite: metalna sita s utisnutim rupama; žičana mreža od okrugle metalne žice, kao i sita od svile, najlonskih niti i drugih materijala.

Sitoni su vrlo higroskopni i relativno se brzo troše. Najlon je neosjetljiv na promjene temperature, relativne vlažnosti zraka i prosijanih proizvoda; čvrstoća najlonskih niti je veća od svilenih.

Usitnjavanje

Mljevenje je postupak mehaničke podjele prerađenog proizvoda na dijelove u svrhu njegove bolje tehnološke upotrebe. Ovisno o vrsti sirovine i njegovim strukturnim i mehaničkim svojstvima, koriste se uglavnom dvije metode mljevenja: drobljenje i rezanje. Proizvodi s niskim udjelom vlage podvrgavaju se drobljenju, proizvodi s visokim udjelom vlage se režu.

Drobljenje radi dobivanja grubog, srednjeg i finog drobljenja vrši se na strojevima za mljevenje, fino i koloidno - na specijalnim kavitacijskim i koloidnim mlinovima.

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

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

Pritiskom

Postupci prešanja proizvoda uglavnom se koriste za njihovo razdvajanje u dvije frakcije: tekuću i gustu. Tijekom procesa prešanja, struktura proizvoda je uništena. Prešanje se vrši kontinuiranim vijčanim prešama (izvlakači različitih izvedbi).

Miješanje

Miješanje doprinosi intenziviranju toplinskih biokemijskih i kemijskih procesa zbog povećanja površinske interakcije između čestica smjese. Konzistencija i fizikalna svojstva smjesa ovise o trajanju miješanja.

Doziranje i oblikovanje

Proizvodnja proizvoda poduzeća i njihovo puštanje provodi se u skladu s GOST ili TU ili internim tehnološkim karatima i zbirkama recepata, s normama za polaganje sirovina i izlaza Gotovi proizvodi(masa, volumen). U tom smislu bitni su procesi podjele proizvoda na porcije (doziranje) i davanje im određenog oblika (lijevanje). Postupci doziranja i oblikovanja provode se ručno ili strojno, ovisno o proizvodnji.

Toplina- oblik prijenosa energije koji se događa kada tijela međusobno djeluju s različitim temperaturama (J)

Proces prijenosa topline koji se događa između tijela s različitim temperaturama naziva se izmjena topline

Protok topline - količina prenesene topline u jedinici vremena (J / s = W)

Gustoća toplinskog toka (q) - toplinski tok koji prolazi kroz jedinicu površine u jedinici vremena

Pokretačka snaga je temperaturna razlika između više i manje zagrijanih tijela

Tijelo koji sudjeluju u izmjeni topline nazivaju se nositelji topline

Postoje tri načina raspodjele topline:

Toplinska vodljivost - proces prijenosa topline zbog toplinskog kretanja i interakcije mikročestica izravno u međusobnom kontaktu

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

Toplinsko zračenje - proces širenja elektromagnetskih oscilacija različitih valnih duljina, zbog toplinskog gibanja atoma i molekula tijela koje emitira

Ovisno o ciljevima tehnologije, javljaju se sljedeći toplinski procesi:

a) grijanje i hlađenje jednofaznih i višefaznih medija;

b) kondenzacija para kemijski homogenih tekućina i njihovih smjesa;

c) isparavanje vode u paro-plinoviti okoliš (ovlaživanje zraka, sušenje materijala);

d) vrenje tekućina.

Prijenos topline toplinskom vodljivošću

Toplinska vodljivost predstavlja prijenos topline s više na manje zagrijana područja tijela zbog toplinskog kretanja i interakcije mikročestica u izravnom međusobnom kontaktu

Temperaturno polje- skup temperatura na svim točkama tijela u određenom trenutku.

Proces prijenosa topline toplinskom vodljivošću opisan je korištenjem Fourierov zakon, prema kojoj količina topline dQ, prenosi toplinskom vodljivošću kroz površinski element dF, okomito na toplinski tok, po vremenu dτ proporcionalno temperaturnom gradijentu dt/dn, površinski dF i vrijeme dτ

λ - toplinska vodljivost tijela, W / (m K)

pokazuje koliko se topline prenosi vođenjem u jedinici vremena kroz jedinicu površine izmjene topline kada temperatura padne za 1 stupanj po jedinici duljine normale na izotermnu površinu

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

Prijenos topline odvija se istovremeno konvekcijom i provođenjem topline.

Po prirodi pojave, postoje 2 vrste konvekcije:

besplatno zbog razlike u gustoćama zagrijanih i hladnih čestica medija u gravitacijskom polju;

prisiljen nastaje kada pumpa, ventilator

Newton-Richmannov zakon konvektivnog prijenosa topline- omogućuje vam određivanje toplinskog toka od zagrijane površine zida u okoliš. medija ili iz zagrijanog medija na površinu zida

ili α je koeficijent prijenosa topline, koji pokazuje koliko se topline prenosi s 1 m 2 površine zida na tekućinu unutar 1 sekunde pri temperaturnoj razlici između zida i tekućine od 1 stupanj

Fourier-Kirchhoffova diferencijalna jednadžba karakterizira raspodjelu temperature u tekućini koja se kreće kada se dovodi toplina

Ova se jednadžba može riješiti samo u rijetkim slučajevima, stoga se koristi teorija sličnosti i izvode se kriteriji sličnosti. Konvektivni prijenos topline zapisuje se u obliku generalizirane jednadžbe u obliku ovisnosti m / y kriterija sličnosti

Toplinska sličnost

Nusseltov kriterij:

Nužni uvjeti za sličnost prijenosa topline je poštivanje r i dinamičan i geometrijska sličnost ... Prvi karakterizira jednakost kriterija Ponovno na sličnim točkama sličnih tokova, drugi - konstantnošću omjera glavnih geometrijskih dimenzija zida L1, L2, ..., Ln do neke karakteristične veličine

Jednadžba kriterija za konvektivni prijenos topline

Toplinsko zračenje - proces širenja elektromagnetskih oscilacija različitih valnih duljina, zbog toplinskog gibanja atoma i molekula tijela koje emitira

Kirchhoffov zakon zračenja

Omjer emisivnosti bilo kojeg tijela i njegovog apsorpcijskog kapaciteta jednak je za sva tijela na danoj temperaturi za danu frekvenciju i ne ovisi o njihovom obliku i kemijskoj prirodi

Po definiciji, apsolutno crno tijelo apsorbira svu radijaciju koja pada na njega, odnosno za njega. Stoga se funkcija poklapa s emisivnošću apsolutno crnog tijela, opisanom Stefan-Boltzmannovim zakonom, zbog čega se emisivnost bilo kojeg tijela može utvrditi samo na temelju njegove apsorpcije.

Prijenos topline kroz ravan zid

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

Količina topline P prenosi se u jedinici vremena iz vruće rashladne tekućine s temperaturom t1 na hladno s temperaturom t2 kroz zid koji ih odvaja debljinom δ i koeficijent toplinske vodljivosti λ. Temperature površine zida tst1 i tst2 odnosno. Koeficijenti prijenosa topline za vruću rashladnu tekućinu α1, ali hladno – α2.

Pretpostavimo da je proces prijenosa topline stalan.

Pokretačka snaga procesa izmjene topline

Pokretačka snaga procesa prijenosa topline je temperaturna razlika nositelja topline

U najjednostavnijim slučajevima prijenosa topline – izravnom strujanju i protutoku, prosječna temperaturna razlika određena je Grashofovom jednadžbom kao logaritamskim prosjekom

Za tok naprijed: