Toplotni procesi se imenujejo procesi, katerih hitrost je določena s hitrostjo oskrbe ali odvzema toplote. V toplotnih procesih sodelujeta vsaj dva medija z različnimi temperaturami, toplota pa se spontano (brez stroškov dela) prenaša iz medija z več visoka temperatura T 1 na medij z nižjo temperaturo T 2 , t.j. če opazimo neenakost T 1 >T 2.

V tem primeru se medij s temperaturo T 1 imenuje toplotni nosilec, medij s temperaturo T 2 pa hladilno sredstvo. Pri toplotnih procesih, ki se uporabljajo v kemični proizvodnji, te temperature nihajo v zelo širokem razponu – od blizu 0K do tisoč stopinj.

Glavna značilnost toplotnega procesa je količina prenesene toplote, po kateri se izračuna površina prenosa toplote aparata. Za enakomeren proces se količina prenesene toplote na enoto časa določi s formulo:

Q = KDT*F, (10,4)

K je koeficient toplotne prehodnosti, T je povprečna temperaturna razlika med mediji,

F je površina izmenjave toplote.

Gonilna sila toplotnih procesov je temperaturni gradient

DT \u003d T 1 - T 2. (10,5)

Toplotni procesi vključujejo: ogrevanje, hlajenje, kondenzacijo, izhlapevanje in izhlapevanje, prenos toplote.

1. ogrevanje- proces zvišanja temperature predelanih materialov z dovajanjem toplote. Ogrevanje se uporablja v kemični tehnologiji za pospeševanje prenosa mase in kemičnih procesov. Glede na naravo hladilne tekočine, ki se uporablja za ogrevanje, obstajajo:

- ogrevanje z živo vodno paro skozi mehurček ali gluho vodno paro skozi tuljavo ali plašč;

- ogrevanje z dimnimi plini skozi steno aparata ali z neposrednim stikom;

- ogrevanje s predgretimi vmesnimi toplotnimi nosilci z vodo: mineralna olja, staljene soli;

- ogrevanje z električnim tokom v električnih pečeh različnih vrst (indukcijske, obločne, uporovne);

– ogrevanje s trdno zrnato hladilno tekočino, vključno s katalizatorjem v plinskem toku.

Shema ogrevanja z granuliranim hladilnim sredstvom hladilno sredstvo

peč

ogrevan

komponento

komponenta hladnega transporta

1 - peč, 2 - aparat za ogrevanje zrnatega materiala, 3 - aparat za ogrevanje plina, 4 - nakladalna naprava, 5 - separator zrnatega materiala

2.Hlajenje- proces zniževanja temperature predelanih materialov z odvzemom toplote iz njih. Kot hladilna sredstva za hlajenje se uporabljajo: voda, zrak, hladilna sredstva. Aparati za hlajenje so razdeljeni na:

- naprave za posreden stik ohlajenega materiala s hladilno tekočino skozi steno (hladilniki) in

– naprave za neposreden stik materiala, ki se hladi s hladilnim sredstvom (hladilni stolpi ali čistilniki).

Izbira zasnove naprave je odvisna od narave ohlajenega materiala in hladilnega sredstva.

3.Kondenzacija- postopek utekočinjenja hlapov snovi z odvzemom toplote iz njih. Po načelu stika hladilnega sredstva s kondenzirano paro ločimo naslednje vrste kondenzacije:

- površinska kondenzacija, pri kateri pride do utekočinjanja hlapov na površini vodno hlajene stene aparata, in

- Kondenzacija z mešanjem, pri kateri pride do hlajenja in utekočinjanja hlapov, ko pridejo v neposredni stik s hladilno vodo. Aparati prve vrste imenujemo površinski kondenzatorji, aparati druge vrste se imenujejo mešalni kondenzatorji in barometrični kondenzatorji. Mešalna kondenzacija se uporablja, kadar se izhlapena tekočina ne meša z vodo.

4. Izhlapevanje- postopek koncentriranja raztopin trdnih nehlapnih snovi z odstranjevanjem hlapnega topila iz njih v obliki peresa. Izhlapevanje je vrsta procesa toplotnega izhlapevanja. Pogoj za potek procesa izhlapevanja je enakost parnega tlaka nad raztopino s parnim tlakom v delovni prostornini uparjalnika.

Pod tem pogojem je temperatura sekundarne pare, ki nastane nad vrelim topilom, teoretično enaka temperaturi nasičene pare topila. Izhlapevanje se lahko izvaja pod tlakom ali pod vakuumom, kar omogoča znižanje temperature procesa. Izhlapevanje se lahko izvaja v dveh različicah: večkratno izhlapevanje in izhlapevanje s toplotno črpalko.

Večkratno izhlapevanje je proces izhlapevanja z uporabo sekundarne pare kot ogrevalne pare. Da bi to naredili, se izhlapevanje izvaja v vakuumu ali z uporabo visokotlačne grelne pare.

Število objektov obrata je določeno z ekonomskimi vidiki, zlasti s stroški proizvodnje in vzdrževanja pare, in je odvisno od začetne in končne koncentracije izhlapene raztopine.

Proces izhlapevanja toplotne črpalke temelji na dejstvu, da se sekundarna para segreje na temperaturo ogrevalne pare s stiskanjem v turbopolnilniku ali injektorju in nato ponovno uporabljena za izhlapevanje topila v istem uparjalniku.

Večkratna shema izhlapevanja.

Kondenzat kondenzat

1 - prvi uparjalnik, 2 - drugi uparjalnik, p gr1 - tlak ogrevalne pare prve naprave (živa para), p at1 - tlak sekundarne pare iz prve naprave, enak p gr2 - tlak grelne pare drugega aparata, p at2 - tlak sekundarnega para iz drugega aparata.

Shema izhlapevanja s toplotno črpalko.

Uparjena tekočina

Ena je odstranila tekočino

1 – uparjalnik, 2 – sekundarna naprava za ogrevanje s paro.

Konec dela -

Ta tema spada v:

Kemijska tehnologija

zvezna država izobraževalna ustanova.. nadrejeni poklicno izobraževanje.. Novgorod Državna univerza poimenovan po Yaroslavu Modremu.

Če potrebujete dodatno gradivo na to temo ali niste našli tistega, kar ste iskali, priporočamo uporabo iskanja v naši bazi del:

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če se je to gradivo izkazalo za koristno za vas, ga lahko shranite na svojo stran na družbenih omrežjih:

tweet

Vse teme v tem razdelku:

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

Okolje
Primarni vir zadovoljevanja materialnih in duhovnih potreb človeka je narava. Predstavlja tudi njegov življenjski prostor – okolje. V okolju je narava izolirana

Človeške proizvodne dejavnosti in planetarni viri
Pogoj za obstoj in razvoj človeštva je materialna proizvodnja, t.j. družbeni in praktični odnos človeka do narave. Raznolik in velikanski industrijski obseg

Biosfera in njen razvoj
Okolje je kompleksen večkomponentni sistem, katerega komponente so med seboj povezane s številnimi vezmi. Okolje je sestavljeno iz več podsistemov, od katerih je vsak

Kemična industrija
Glede na namen proizvedenih izdelkov se industrija deli na panoge, med katerimi je tudi kemična industrija. Delež kemične in petrokemične industrije v skupni vrednosti

Kemijska znanost in proizvodnja
3.1 Kemična tehnologija – znanstvena osnova kemične proizvodnje Sodobna kemična proizvodnja je velikotonažna, avtomatizirana proizvodnja, osnove

Značilnosti kemijske tehnologije kot znanosti
Kemijska tehnologija se od teoretične kemije ne razlikuje le po potrebi po upoštevanju ekonomskih zahtev za proizvodnjo, ki jo preučuje. Med nalogami, cilji in vsebino teo

Povezava kemijske tehnologije z drugimi vedami
Kemična tehnologija uporablja material številnih znanosti:

Kemične surovine
Surovine so eden glavnih elementov tehnološkega procesa, ki v veliki meri določa učinkovitost procesa, izbiro tehnologije. Surovine so naravni materiali

Viri in racionalna raba surovin
V stroških kemičnih izdelkov delež surovin doseže 70%. Zato je problem virov in racionalna uporaba surovine med predelavo in ekstrakcijo. V kemični industriji

Priprava kemičnih surovin za predelavo
Surovine, namenjene predelavi v končne izdelke, morajo izpolnjevati določene zahteve. To dosežemo z nizom operacij, ki sestavljajo proces priprave surovin za predelavo.

Zamenjava živilskih surovin z neživilskimi in rastlinskimi minerali
Napredek organske kemije omogoča proizvodnjo številnih dragocenih organskih snovi iz različnih surovin. Tako je na primer etilni alkohol, ki se v velikih količinah uporablja pri proizvodnji sintetike

Uporaba vode, lastnosti vode
Kemična industrija je eden največjih porabnikov vode. Voda se uporablja v skoraj vseh kemičnih industrijah za različne namene. V posameznih kemičnih podjetjih poraba vode

Industrijska obdelava vode
Škodljivi učinek nečistoč, ki jih vsebuje industrijska voda, je odvisen od njihove kemične narave, koncentracije, razpršenega stanja, pa tudi od tehnologije posamezne proizvodnje porabe vode. sonce

Poraba energije v kemični industriji
AT kemična industrija pojavljajo se različni procesi, povezani bodisi s sproščanjem, bodisi s stroški bodisi z medsebojnimi transformacijami energije. Energija se ne porabi samo za izvajanje kemikalij

Glavni viri energije, ki jih porabi kemična industrija, so fosilna goriva in njihovi proizvodi, vodna energija, biomasa in jedrsko gorivo. Energijska vrednost

Tehnični in ekonomski kazalniki kemične proizvodnje
Za kemično industrijo, kot vejo obsežne proizvodnje materialov, ni pomembna le tehnologija, ampak tudi tesno povezana z njo. ekonomski vidik, od katerega je odvisno

Struktura ekonomije kemične industrije
Za oceno ekonomske učinkovitosti so pomembni kazalniki, kot so stroški kapitala, proizvodni stroški in produktivnost dela. Ti kazalniki so odvisni od strukture gospodarstva

Materialne in energijske bilance kemične proizvodnje
Začetni podatki za vse kvantitativne izračune pri organizaciji nove proizvodnje ali ocenjevanju učinkovitosti obstoječe temeljijo na materialnih in energetskih bilancah. Te

Koncept kemijsko-tehnološkega procesa
V procesu kemične proizvodnje se začetne snovi (surovine) predelajo v končni izdelek. Za to je potrebno izvesti številne operacije, vključno s pripravo surovin za prenos v reakcijo

kemični proces
Kemični procesi se izvajajo v kemičnem reaktorju, ki je glavna naprava proizvodnega procesa. Zasnova kemičnega reaktorja in njegov način delovanja določata učinkovitost v

Hitrost kemične reakcije
Hitrost kemične reakcije, ki poteka v reaktorju, je opisana s splošno enačbo: V = K* L *DC L-parameter, ki označuje stanje reakcijskega sistema; K- konst

Splošna stopnja kemičnega procesa
Ker pri heterogenih sistemih procesi v reaktorskih conah 1, 3 in 2 sledijo različnim zakonitostim, potekajo z različno hitrostjo. Celotna hitrost kemičnega procesa v reaktorju je določena z

Termodinamični izračuni kemijsko-tehnoloških procesov
Pri načrtovanju tehnoloških procesov so zelo pomembni termodinamični izračuni kemijskih reakcij. Omogočajo sklepanje o temeljni možnosti te kemične preobrazbe,

Ravnotežje v sistemu
Donos ciljnega produkta kemičnega procesa v reaktorju je določen s stopnjo približevanja reakcijskega sistema stanju stabilnega ravnotežja. Stabilno ravnovesje izpolnjuje naslednje pogoje:

Izračun ravnotežja iz termodinamičnih podatkov
Izračun ravnotežne konstante in spremembe Gibbsove energije omogoča določitev ravnotežne sestave reakcijske zmesi, pa tudi največje možne količine produkta. Na podlagi izračuna minus

Termodinamična analiza
Poznavanje zakonov termodinamike je potrebno za inženirja ne le za izvajanje termodinamičnih izračunov, ampak tudi za oceno energetske učinkovitosti kemijsko-tehnoloških procesov. Vrednost analize

Kemična proizvodnja kot sistem
Proizvodni procesi v kemični industriji se lahko bistveno razlikujejo po vrstah surovin in izdelkov, pogojih za njihovo izvedbo, moči opreme itd. Vendar pa ob vsej raznolikosti

Simulacija s kemično-tehnološkim sistemom
Problem obsežnega prehoda iz laboratorijskega poskusa v industrijsko proizvodnjo pri oblikovanju slednje je rešen z modeliranjem. Modeliranje je raziskovalna metoda

Izbira sheme procesa
Organizacija katerega koli CTP vključuje naslednje faze: - razvoj kemijske, glavne in tehnološke sheme procesa; – izbor optimalnih tehnoloških parametrov in inštalacij

Izbira procesnih parametrov
Parametri CTP so izbrani tako, da zagotavljajo najvišje možne vrednosti ekonomska učinkovitost ne njegovega posameznega delovanja, temveč celotne proizvodnje kot celote. Torej, na primer za zgoraj obravnavan izdelek

Vodenje kemične proizvodnje
Kompleksnost kemične proizvodnje kot večfaktorskega in večstopenjskega sistema vodi v potrebo po uporabi različnih krmilnih sistemov za posamezne proizvodne procese v njej,

Hidromehanski procesi
Hidromehanski procesi so procesi, ki se pojavljajo v heterogenih, vsaj dvofaznih sistemih in podrejajo zakonom hidrodinamike. Takšni sistemi so sestavljeni iz razpršene faze,

Procesi množičnega prenosa
Procese prenosa mase imenujemo procesi, katerih hitrost je določena s hitrostjo prenosa snovi iz ene faze v drugo v smeri doseganja ravnotežja (hitrost prenosa mase). V procesu mase

Načela načrtovanja kemičnih reaktorjev
Glavna faza kemijsko-tehnološkega procesa, ki določa njegov namen in mesto v kemični proizvodnji, se izvaja v glavnem aparatu kemijsko-tehnološke sheme, v kateri se kemikalija

Zasnove kemičnih reaktorjev
Strukturno imajo kemični reaktorji lahko drugačno obliko in napravo, ker. izvajajo različne kemične in fizikalne procese, ki se pojavljajo v težkih pogojih prenosa mase in toplote

Naprava kontaktnih naprav
Kemični reaktorji za izvajanje heterogenih katalitskih procesov se imenujejo kontaktni aparati. Glede na stanje katalizatorja in način njegovega gibanja v aparatu so razdeljeni na:

Karakterizacija homogenih procesov
Homogeni procesi, t.j. procesi, ki se pojavljajo v homogenem mediju (tekočine ali plinaste mešanice, ki nimajo vmesnikov, ki ločujejo dele sistema drug od drugega), so razmeroma redki

Homogeni procesi v plinski fazi
Homogeni procesi v plinski fazi se pogosto uporabljajo v tehnologiji organskih snovi. Za izvedbo teh procesov organska snov izhlapi, nato pa njene hlape obdelamo z enim ali več

Homogeni procesi v tekoči fazi
Od velikega števila procesov, ki se pojavljajo v tekoči fazi, lahko postopke alkalne nevtralizacije v tehnologiji mineralnih soli brez tvorbe trdne soli uvrstimo med homogene. Na primer, pridobivanje sulfata

Glavne zakonitosti homogenih procesov
Homogeni procesi praviloma potekajo v kinetičnem območju, t.j. celotna hitrost procesa je določena s hitrostjo kemične reakcije, zato se uporabljajo vzorci, vzpostavljeni za reakcije in

Karakterizacija heterogenih procesov
Heterogeni kemični procesi temeljijo na reakcijah med reaktanti v različnih fazah. Kemične reakcije so ena od stopenj heterogenega procesa in se nadaljujejo po premikanju

Procesi v sistemu plin-tekočina (G-L)
V kemični industriji se pogosto uporabljajo postopki, ki temeljijo na interakciji plinastih in tekočih reagentov. Takšni procesi vključujejo absorpcijo in desorpcijo plinov, izhlapevanje tekočin

Procesi v binarnih trdnih, dvofaznih tekočih in večfaznih sistemih
Procesi, ki vključujejo samo trdne faze (T-T), običajno vključujejo sintranje trdnih materialov med njihovim žganjem. Sintranje je proizvodnja trdnih in poroznih kosov iz finega prahu.

Visokotemperaturni procesi in aparati
Zvišanje temperature vpliva na ravnovesje in hitrost kemijsko-tehnoloških procesov, ki se pojavljajo tako v kinetičnem kot v difuzijskem območju. Zato regulacija temperaturni režim itd

Bistvo in vrste katalize
Kataliza je sprememba hitrosti kemičnih reakcij ali njihovega vzbujanja kot posledica delovanja snovi-katalizatorjev, ki, ki sodelujejo v procesu, ostanejo na koncu kemično

Lastnosti trdnih katalizatorjev in njihova izdelava
Industrijski trdni katalizatorji so kompleksna zmes, imenovana kontaktna masa. V kontaktni masi so nekatere snovi pravzaprav katalizator, druge pa kot aktivator.

Zasnova strojne opreme katalitskih procesov
Naprave za homogeno katalizo jih nimajo značilne lastnosti, je izvajanje katalitičnih reakcij v homogenem mediju tehnično enostavno izvedljivo in ne zahteva posebne naprave

Najpomembnejše kemične industrije
V n.v. znanih je preko 50.000 posameznih anorganskih in okoli tri milijone organskih snovi. AT delovni pogoji prejmejo le majhen del odprtih snovi. Pravzaprav

Aplikacija
Visoka aktivnost žveplove kisline v kombinaciji z relativno nizkimi stroški proizvodnje je vnaprej določila velik obseg in izjemno raznolikost njene uporabe. Med minerali

Tehnološke lastnosti žveplove kisline
Brezvodna žveplova kislina (monohidrat) H2SO4 je težka oljnata tekočina, ki se meša z vodo v vseh razmerjih s sproščanjem velike količine

Kako dobiti
Že v 13. stoletju so žveplovo kislino pridobivali s toplotno razgradnjo železovega sulfata FeSO4, zato se tudi danes ena od sort žveplove kisline imenuje vitriolno olje, čeprav je žveplova kislina že dolgo poznana.

Surovine za proizvodnjo žveplove kisline
Surovine pri proizvodnji žveplove kisline so lahko elementarno žveplo in različne spojine, ki vsebujejo žveplo, iz katerih je mogoče pridobiti žveplo ali neposredno žveplov oksid. naravnih nahajališč

Kontaktna metoda za proizvodnjo žveplove kisline
Kontaktna metoda proizvaja veliko količino žveplove kisline, vključno z olleumom. Kontaktna metoda vključuje tri stopnje: 1) čiščenje plina iz nečistoč, škodljivih za katalizator; 2) konta

Proizvodnja žveplove kisline iz žvepla
Sežiganje žvepla je veliko enostavnejše in lažje kot žganje pirita. Tehnološki postopek za proizvodnjo žveplove kisline iz elementarnega žvepla se razlikuje od proizvodnega procesa

Tehnologija vezanega dušika
Plin dušik je eden najbolj stabilnih kemične snovi. Energija vezave v molekuli dušika je 945 kJ/mol; ima eno najvišjih entropij na a

Surovinska baza industrije dušika
Surovine za pridobivanje izdelkov v industriji dušika so atmosferski zrak in različne vrste gorivo. Eden od sestavni deli zrak je dušik, ki se uporablja v pol

Proizvodnja procesnih plinov
Sintezni plin iz trdega goriva. Prvi od glavnih virov surovin za proizvodnjo sintetnega plina je bil trdo gorivo, ki je bil obdelan v generatorjih vodnega plina po naslednjem str

Sinteza amoniaka
Oglejmo si osnovno tehnološko shemo sodobne proizvodnje amoniaka pri povprečnem tlaku z zmogljivostjo 1360 ton/dan. Za način njegovega delovanja so značilni naslednji parametri:

Tipični tehnološki procesi soli
Večina MU je različnih mineralnih soli ali trdnih snovi z lastnostmi, podobnimi soli. Tehnološke sheme Proizvodnja MU je zelo raznolika, vendar je v večini primerov skladišče

Razgradnja fosfatnih surovin in proizvodnja fosfatnih gnojil
Naravni fosfati (apatiti, fosforiti) se uporabljajo predvsem za proizvodnjo mineralnih gnojil. Kakovost dobljenih fosforjevih spojin ocenjujemo z vsebnostjo P2O5 v njih

Proizvodnja fosforne kisline
Metoda ekstrakcije za proizvodnjo fosforne kisline temelji na reakciji razgradnje naravnih fosfatov z žveplovo kislino. Postopek je sestavljen iz dveh stopenj: razgradnje fosfatov in filtriranja

Proizvodnja preprostega superfosfata
Bistvo proizvodnje enostavnega superfosfata je pretvorba naravnega fluorapatita, netopnega v vodi in talnih raztopinah, v topne spojine, predvsem v monokalcijev fosfat.

Proizvodnja dvojnega superfosfata
Dvojni superfosfat je koncentrirano fosfatno gnojilo, pridobljeno z razgradnjo naravnih fosfatov s fosforno kislino. Vsebuje 42-50 % asimilabilnega P2O5, vključno z in

Razgradnja fosfatov z dušikovo kislino
Pridobivanje kompleksnih gnojil. Progresivna smer predelave fosfatnih surovin je uporaba metode dušikove kisline razgradnje apatitov in fosforitov. Ta metoda klica

Proizvodnja dušikovih gnojil
Najpomembnejša vrsta mineralnih gnojil so dušikova: amonijev nitrat, karbamid, amonijev sulfat, vodne raztopine amoniaka itd. Dušik igra izjemno pomembno vlogo v življenju.

Proizvodnja amonijevega nitrata
Amonijev nitrat ali amonijev nitrat, NH4NO3 je bela kristalinična snov, ki vsebuje 35% dušika v amonijevi in ​​nitratni obliki, obe obliki dušika se zlahka absorbirata

Proizvodnja sečnine
Karbamid (sečnina) je med dušikovimi gnojili na drugem mestu po proizvodnji za amonijevim nitratom. Rast proizvodnje karbamida je posledica širokega obsega njegove uporabe v kmetijstvu.

Proizvodnja amonijevega sulfata
Amonijev sulfat (NH4)2SO4 je brezbarvna kristalinična snov, vsebuje 21,21 % dušika, pri segrevanju na 5130C popolnoma razpade na

Proizvodnja kalcijevega nitrata
Lastnosti Kalcijev nitrat (kalcijev ali kalcijev nitrat) tvori več kristalnih hidratov. Brezvodna sol se topi pri temperaturi 5610C, vendar že pri 5000

Proizvodnja tekočih dušikovih gnojil
Poleg trdnih gnojil se uporabljajo tudi tekoča dušikova gnojila, ki so raztopine amonijevega nitrata, karbamida, kalcijevega nitrata in njihovih mešanic v tekočem amoniaku ali zgoščenem

splošne značilnosti
Več kot 90% kalijevih soli, pridobljenih iz črevesja zemlje in proizvedenih s tovarniškimi metodami, se uporablja kot gnojila. Kalijeva mineralna gnojila so naravna ali sintetična

Pridobivanje kalijevega klorida
Flotacijska metoda proizvodnje

Standardni postopki za tehnologijo silikatnih materialov
Pri proizvodnji silikatnih materialov, standard tehnoloških procesov, kar je posledica bližine fizikalno-kemijskih osnov njihove proizvodnje. V samem splošni pogled proizvodnja katerega koli silikata

Proizvodnja zračnega apna
Zračno ali gradbeno apno je vezivo brez silikata na osnovi kalcijevega oksida in kalcijevega hidroksida. Obstajajo tri vrste zračnega apna:

Postopek izdelave stekla
Surovine za proizvodnjo stekla so različni naravni in sintetični materiali. Glede na vlogo pri nastajanju stekla jih delimo v pet skupin: 1. Steklarji, ki tvorijo osnovo

Proizvodnja ognjevzdržnih materialov
Ognjevzdržni materiali (ognjevzdržni materiali) so nekovinski materiali, za katere je značilna povečana ognjevzdržnost, t.j. sposobnost, da prenese izpostavljenost visokim temperaturam brez taljenja

Elektroliza vodnih raztopin natrijevega klorida
Med elektrolizo vodnih raztopin natrijevega klorida se pridobiva klor, vodik in kavstična soda (kavstična soda). Klor pri atmosferskem tlaku in običajni temperaturi je rumeno-zelen plin z

Elektroliza raztopine natrijevega klorida v kadi z jekleno katodo in grafitno anodo
Elektroliza raztopine natrijevega klorida v kopelih z jekleno katodo in grafitno anodo omogoča pridobivanje kavstične sode, klora in vodika v eni napravi (elektrolizer). Pri prehodu skozi

Elektroliza raztopin natrijevega klorida v kopelih z živosrebrno katodo in grafitno anodo omogoča pridobivanje bolj koncentriranih produktov kot v kopelih z diafragmo. Ob prehodu

Proizvodnja klorovodikove kisline
Klorovodikova kislina je raztopina vodikovega klorida v vodi. Vodikov klorid je brezbarven plin s tališčem -114,20C in vreliščem -85

Elektroliza talin. Proizvodnja aluminija
Pri elektrolizi vodnih raztopin lahko dobimo le snovi, katerih potencial sproščanja na katodi je bolj pozitiven kot potencial sproščanja vodika. Zlasti takšne elektronegativne

Proizvodnja glinice
Bistvo proizvodnje glinice je ločevanje aluminijevega hidroksida od drugih mineralov. To dosežemo z uporabo številnih kompleksnih tehnoloških metod: s pretvorbo aluminijevega oksida v topno

Proizvodnja aluminija
Proizvodnja aluminija poteka iz glinice, raztopljene v kriolitu Na3AlF6. Kriolit je kot topilo za aluminijev oksid primeren, ker dobro raztopi Al.

metalurgija
Metalurgija je veda o metodah pridobivanja kovin iz rud in drugih surovin ter panoga industrije, ki proizvaja kovine. Metalurška proizvodnja se je pojavila v starih časih. Še enkrat ob zori

Rude in metode njihove predelave
Surovina pri proizvodnji kovin so kovinske rude. Z izjemo majhnega števila (platina, zlato, srebro) najdemo kovine v naravi v obliki kemičnih spojin, ki sestavljajo kovinsko sestavo.

Proizvodnja železa
Surovina za proizvodnjo surovega železa so železove rude, razdeljene v štiri skupine: rude magnetnega železovega oksida ali magnetne železove rude, vsebujejo 50-70% železa in so glavna

Proizvodnja bakra
Baker je kovina, ki se pogosto uporablja v inženirstvu. Čisti baker ima svetlo rožnato barvo. Njegovo tališče je 10830C, vrelišče je 23000C, je dobro

Kemična obdelava goriva
Gorivo je naravno ali umetno proizvedena gorljiva organska snov, ki je vir toplotne energije in surovina za kemično industrijo. Po naravi,

Koksiranje premoga
Koksanje je metoda predelave goriv, ​​predvsem premoga, ki sestoji iz njihovega segrevanja brez dostopa zraka do 900-10500C. V tem primeru se gorivo razgradi s tvorbo s tvorbo

Proizvodnja in predelava plinastih goriv
Plinasto gorivo je gorivo, ki je pri temperaturi in tlaku svojega delovanja v plinastem stanju. Po izvoru plinasta goriva delimo na naravna in sintetična

Osnovna organska sinteza
Osnovna organska sinteza (OOS) je skupek proizvodnje organskih snovi sorazmerno preproste strukture, proizvedenih v zelo velikih količinah in uporabljenih kot

Surovine in procesi varstva okolja
Proizvodnja okoljevarstvenih izdelkov temelji na fosilnih organskih surovinah: nafti, zemeljskem plinu, premogu in skrilavcu. Kot posledica različnih kemičnih in fizikalno-kemijskih pre

Sinteze na osnovi ogljikovega monoksida in vodika
Organska sinteza na osnovi ogljikovega monoksida in vodika je dobila širok industrijski razvoj. Katalitično sintezo ogljikovodikov iz CO in H2 je prvi izvedel Sabatier, sint.

Sinteza metilnega alkohola
Dolgo časa so metilni alkohol (metanol) pridobivali iz katranske vode, sproščene med suho destilacijo lesa. Dobitek alkohola je v tem primeru odvisen od vrste lesa in se giblje od 3

Proizvodnja etanola
Etanol je brezbarvna gibljiva tekočina z značilnim vonjem, vrelišče 78,40С, tališče –115,150С, gostota 0,794 t/m3. Vmešamo etanol

Proizvodnja formaldehida
Formaldehid (metanal, mravljinčni aldehid) je brezbarven plin z ostrim dražečim vonjem, z vreliščem -19,20C, tališčem -1180C in gostoto (v tekočini

Pridobivanje urea-formaldehidnih smol
Tipični predstavniki umetnih smol so urea-formaldehidne smole, ki nastanejo kot posledica polikondenzacijske reakcije, ki nastane med interakcijo molekul sečnine in oblik

Proizvodnja acetaldehida
Acetaldehid (etanal, ocetna

Proizvodnja ocetne kisline in anhidrida
Ocetna kislina (etanojska kislina) je brezbarvna tekočina z ostrim vonjem, vreliščem 118,10C, tališčem 16,750C in gostoto

polimerizacijskih monomerov
Monomeri so nizkomolekularne spojine pretežno organske narave, katerih molekule so sposobne reagirati med seboj ali z molekulami drugih spojin, da tvorijo

Proizvodnja polivinilacetatne disperzije
V ZSSR industrijska proizvodnja PVAD je bil prvič uveden leta 1965. Glavna metoda za pridobivanje PVAD v ZSSR je bila neprekinjena kaskada, vendar so bile produkcije, v katerih je bil občasno sprejet.

Makromolekularne spojine
V nacionalnem gospodarstvu so velikega pomena naravne in sintetične visokomolekularne organske spojine: celuloza, kemična vlakna, gume, plastika, guma, laki, lepila itd. Kako

Proizvodnja celuloze
Celuloza je ena glavnih vrst polimernih materialov. Več kot 80 % lesa, ki se uporablja za kemično predelavo, se uporablja za proizvodnjo celuloze in lesne kaše. Celuloza, včasih

Proizvodnja kemičnih vlaken
Vlakna se imenujejo telesa, katerih dolžina je večkrat večja od njihovih zelo majhnih dimenzij. prečni prerez običajno se meri v mikronih. Vlakneni materiali, t.j. vlakneni materiali in

Proizvodnja plastike
Plastika vključuje obsežno skupino materialov, glavni sestavni del ki so naravni ali sintetični IUD, ki se lahko spremenijo v plastiko pri povišani temperaturi in tlaku

Proizvodnja gume in gume
Gume vključujejo elastične spirale, ki se lahko pod vplivom zunanjih sil znatno deformirajo in se po odstranitvi obremenitve hitro vrnejo v prvotno stanje. Elastične lastnosti

V RAZDELEK "TOPLOTNI PROCESI"

Program za particijo

Vloga toplotnih procesov v kemijski tehnologiji.

Industrijske metode oskrbe in odvajanja toplote. Vrste hladilnih tekočin in področja njihove uporabe. Parno ogrevanje. Značilnosti uporabe nasičene pare kot ogrevalnega sredstva, glavne prednosti in uporabe. Toplotna bilanca med segrevanjem z "ostro" in "gluho" paro. Ogrevanje z vročimi tekočinami, prednosti in slabosti. Ogrevanje z dimnimi plini. Električno ogrevanje. hladilna sredstva.

Toplotni izmenjevalniki. Razvrstitev toplotnih izmenjevalcev. Plastični in cevni toplotni izmenjevalniki: načrtovanje, primerjalne značilnosti. Tuljavni toplotni izmenjevalniki: prednosti in slabosti. Ploščati toplotni izmenjevalniki: zasnova, prednosti in slabosti. Mešalni toplotni izmenjevalniki: zasnova, prednosti in slabosti. Regenerativni toplotni izmenjevalniki: zasnova, prednosti in slabosti.

Izračun površinskih toplotnih izmenjevalcev. Izbira toplotnih izmenjevalcev. Projektni izračun toplotnih izmenjevalnikov. Verifikacijski izračun toplotnih izmenjevalcev. Izbira optimalnega načina toplotnih izmenjevalnikov.

Izhlapevanje. Procesna naloga. Razvrstitev procesov in naprav izhlapevanja. Enotno izhlapevanje: načelo delovanja, prednosti in slabosti. Večkratno izhlapevanje: princip delovanja, prednosti in slabosti. Izhlapevanje s toplotno črpalko.

Uparjalniki. Razvrstitev uparjalnikov. Uparjalniki s prisilno cirkulacijo: zasnova, prednosti in slabosti. Filmski uparjalniki: zasnova, prednosti in slabosti.

Izbira uparjalnikov. Izračun neprekinjeno delujoče uparjalne naprave. Načini za izboljšanje učinkovitosti uparjalnikov.

VARIANTE IZRAČUNSKE NALOGE

1. naloga

S številom prehodov za izvedbo postopka pri masnem pretoku A v cevnem prostoru določimo zahtevano površino toplotne izmenjevalnice in dolžino cevi lupičastega toplotnega izmenjevalnika. Temperatura hladilne tekočine v grelniku in hladilniku se spreminja od do pri srednjem tlaku. V uparjalniku in kondenzatorju je temperatura hladilne tekočine enaka temperaturi vrelišča ali kondenzacije pri tlaku.

Hladilna tekočina se dovaja v obročast prostor. Njegova temperatura se spreminja od do , v uparjalniku in kondenzatorju je njegova temperatura enaka temperaturi kondenzacije ali vrelišča pri tlaku.

Skupno število cevi v toplotnem izmenjevalniku, premer cevi je 25x2,5 mm, premer lupine. Prav tako je treba določiti hidravlični upor aparata, narisati graf sprememb temperatur toplotnih nosilcev in diagram cevnega toplotnega izmenjevalnika. Začetni podatki za rešitev problema so navedeni v tabeli 2.1.

Tabela 2.1

Zadnja številka zapisa	hladilno sredstvo	Vrsta toplotnega izmenjevalnika	Parametri toplotnega nosilca	Predzadnja številka zapisa	Pretok hladilne tekočine, kg/s	Značilnosti toplotnega izmenjevalnika
, 0 С	, 0 С	, MPa	, 0 С	, 0 С	, MPa
Število cevi	Število gibov	Premer ohišja, mm
	Voda/bifenil	hladilnik			-			-		2,3			2,0
	Voda/para	uparjalnik	-	-	1,0	-	-	2,6		4,6			0,8
	Aceton/voda	grelec			-			-					1,3
	Klorobenzen/voda	kondenzator	-	-	0,6			-		7,8			0,6
	Voda/toluen	hladilnik			-			-		3,4			1,0
	Metilni alkohol/voda	grelec			-			-		6,4			1,4
	Naftalen/para	uparjalnik	-	-	0,4	-	-	1,5		5,1			0,4
	amoniak/voda	kondenzator	-	-	0,27			-		9,3			1,2
	Etilni alkohol/voda	hladilnik			-			-		3,7			0,6
	Ogljikov tetraklorid/voda	grelec			-			-		5,8			1,0

POMEN FIZIKALNIH PROCESOV IN NJIHOVA KLASIFIKACIJA

AT Pri proizvodnji industrijskih izdelkov se široko uporabljajo fizikalni procesi kemične tehnologije - drobljenje surovin, gibanje tekočin in plinov po cevovodih, ogrevanje in hlajenje, ločevanje homogenih in nehomogenih sistemov itd.

Na kateri koli stopnji proizvodnje (pripravljalni, glavni ali končni) fizični procesi opravljajo pomožno ali glavno funkcijo.

Na primer v fazi priprave olja za predelavo, procesi premikanja nafte po cevovodih, procesi ločevanja heterogenih sistemov (odstranjevanje peska, gline, vode in pripadajočega plina iz nafte z usedanjem, električna dehidracija) in kurilno olje v uporablja se vrelišče. Na glavni stopnji destilacije olja v frakcije poteka destilacija, rektifikacija, hlajenje in kondenzacija hlapov. Na končni stopnji (rafiniranje naftnih produktov) se uporabljajo sorpcijski postopki za odstranjevanje nečistoč z uporabo trdnih in tekočih absorbentov.

Takšni primeri široke uporabe fizikalnih procesov so značilni za vsako industrijo. Torej, v rudarski industriji - to je drobljenje in mletje mineralnih surovin, odstranjevanje odpadne kamnine s flotacijo, elektromagnetnim ali drugim ločevanjem, v metalurgiji - procesi toplotnega in masnega prenosa (segrevanje polnjenja, taljenje in kristalizacija kovine, toplotne in kemične -termična obdelava jekla), v strojništvu in radijski elektroniki - kondenzacija hlapov staljene kovine na površini delov in izdelkov, v proizvodnji gradbenih in barvnih materialov, živilskih izdelkov- fino in ultra fino mletje, sušenje itd.

Velik pomen imajo fizikalni procesi pri okoljskih ukrepih za čiščenje odpadne vode in izpustov plinov pred škodljivimi nečistočami, pa tudi za predelavo industrijskih in gospodinjskih odpadkov (suho in mokro čiščenje plinov, brezreagentne metode za predelavo industrijskih odpadnih voda itd.) .

Fizikalne procese kemijske tehnologije delimo na fizikalne in mehanske (drobljenje, mletje), hidromehanske (premikanje tekočin in plinov, ločevanje heterogenih sistemov), toplotne (ogrevanje, hlajenje in kondenzacija hlapov) in prenos mase (sorpcija, kristalizacija, sušenje). , destilacija, rektifikacija, ekstrakcija, ločevanje homogenih sistemov z uporabo polprepustnih membran).

VRSTE FIZIKALNIH PROCESOV

Fizikalni in mehanski procesi

Mletje. V industriji za intenziviranje kemičnih interakcij, zlasti za heterogene in trdnofazne proizvodne procese gradbeni materiali, kovine, mineralna gnojila ipd., je izjemno pomembno povečati fazno kontaktno površino, doseženo z mehanskim mletjem. Postopki mletja se zmanjšajo na uničenje prvotne strukture snovi z drobljenjem, cepljenjem, odrgnino ali udarcem. Odvisno od mehanske lastnosti izhodni materiali in začetne velikosti kosov, se uporabljajo različne vrste vpliva. Trde in krhke snovi se na primer zdrobijo, udarijo, plastične snovi pa se dobro odrgnejo. Trši in bolj plastičen je material, težje ga je mletje.

Mletje se lahko izvaja tako suho kot mokro - v vodi ali drugih tekočinah, kar odpravlja nastajanje prahu in povečuje učinkovitost postopka. Stroji za mletje delimo na drobilce grobega, srednjega in finega drobljenja ter mline finega in ultrafinega mletja. Brusilni stroji delujejo v odprtem in zaprtem ciklu; slednji lahko bistveno zmanjšajo porabo energije za mletje in povečajo učinkovitost postopka.

Toplotni procesi

Prenos energije v obliki toplote, ki se pojavi med telesi različnih temperatur, imenujemo prenos toplote. Gonilna sila katerega koli procesa prenosa toplote je temperaturna razlika med bolj vročim in manj segretim telesom. Obstajajo trije bistveno različni načini prenosa toplote: toplotna prevodnost, konvekcija in toplotno sevanje.

Toplotna prevodnost je prenos toplote zaradi naključnega toplotnega gibanja atomov in molekul, ki so v neposrednem stiku med seboj. V trdnih snoveh je toplotna prevodnost glavna vrsta prenosa toplote, v plinih in tekočinah pa se proces širjenja toplote izvaja tudi na druge načine. Na koeficient toplotne prevodnosti vplivajo narava in struktura snovi, temperatura in vlažnost materialov itd.; Kovine imajo najvišjo toplotno prevodnost: jeklo - 4,6, aluminij-210, baker - 380 W / (m K) in najnižjo - voda - 0,6 W / (m K). Zrak ima toplotno prevodnost 0,03 W/(m K).

Konvekcija je proces prenosa toplote zaradi premikanja in mešanja makroskopskih delov plinov ali tekočin. Prenos toplote se lahko izvede z naravno(prosta) konvekcija zaradi razlike v gostoti na različnih točkah prostornine tekočine ali plina, ki nastane zaradi razlike v temperaturi na teh točkah, kot tudi prisiljen konvekcija med mehanskim gibanjem celotne prostornine plina ali tekočine.

Toplotno sevanje je proces širjenja elektromagnetnih nihanj z različnimi valovnimi dolžinami, ki nastane zaradi toplotnega gibanja atomov in molekul sevalnega telesa. Ta telesa oddajajo elektromagnetno energijo, ki jo druga, hladnejša telesa absorbirajo in pretvorijo v toploto.

V realnih pogojih se toplota ne prenaša z nobeno od zgornjih metod, temveč s kombinirano potjo, ki se imenuje prenos toplote. V neprekinjeno delujočih napravah prenos toplote poteka v stacionarnem (stabilnem) načinu, v periodičnih - v nestacionarnem. Učinkovitost prenosa toplote je odvisna od koeficienta, ki kaže, koliko toplote preide na enoto časa iz bolj segretega v manj ogrevano okolje skozi ravno steno, ki ju ločuje s površino 1 m 2 s povprečno temperaturno razliko. med toplotnimi nosilci 1 °. Povprečna temperaturna razlika je odvisna od smeri gibanja toplotnih nosilcev. Izbira pravilne smeri gibanja toplotnih tokov (naprej, protitok, prečni tok) pomembno vpliva na učinkovitost procesa prenosa toplote in prihranek toplote.

Glavni toplotni procesi v industriji so procesi ogrevanja s paro, dimnimi plini, toplotnimi nosilci in električnim tokom ter procesi hlajenja, vključno s tistimi pod -200 °C.

Procesi množičnega prenosa

V kemični tehnologiji so velikega pomena procesi prenosa mase, ki temeljijo na prehodu ene ali več snovi iz ene faze v drugo. V industriji se uporabljajo predvsem postopki prenosa mase med plinom (para) in tekočino, med plinom in trdno snovjo, med trdno in tekočo in tudi med dvema tekočima fazama. Ti procesi vključujejo: absorpcijo, adsorpcijo, destilacijo in rektifikacijo, kristalizacijo, sušenje itd.

Hitrost prenosa mase pri določeni temperaturi je odvisna od intenzivnosti molekularne difuzije, to je od sposobnosti spontanega prodiranja ene snovi v drugo zaradi naključnega gibanja molekul. Proces prenosa mase iz ene faze v drugo poteka zaradi razlike v koncentracijah snovi v teh fazah, dokler niso doseženi ravnotežni pogoji. Gonilna sila procesa prenosa mase, njegova učinkovitost se lahko izrazi v poljubnih enotah, ki se uporabljajo za določanje sestave faz, vendar je najpogosteje gonilna sila procesa izražena z razliko med delovno in ravnotežno koncentracijo porazdeljeno komponento v prvi in ​​drugi fazi. Količina mase, ki se prenese iz ene faze v drugo, je odvisna od vmesnika, trajanja procesa in razlike v koncentraciji.

Povečanje učinkovitosti procesov prenosa mase je mogoče doseči s povečanjem fazne kontaktne površine, povečanjem hitrosti toka in njegove turbulence ter zmanjšanjem difuzijske odpornosti medija (npr. slabo topnega plina). Sledijo primeri osnovnih procesov prenosa mase.

Absorpcija je proces absorpcije plina ali hlapov s tekočim absorberjem. Za absorpcijo je značilna selektivnost (selektivnost), to pomeni, da vsako snov absorbira določen absorber. Razlikujemo med preprosto absorpcijo, ki temelji na fizični absorpciji komponente s tekočim absorbentom, in kemisorpcijo, ki jo spremlja kemična reakcija med ekstrahirano komponento in tekočim absorbentom. Primer enostavne absorpcije je proizvodnja klorovodikove kisline, kemisorpcija se pogosto uporablja pri proizvodnji žveplove in dušikove kisline, dušikovih gnojil itd.

Adsorpcija je proces absorpcije ene ali več komponent iz mešanice plina ali tekočine s trdnim absorberjem - adsorbentom. Mehanizem procesa adsorpcije, ki se razlikuje od mehanizma absorpcije, je praktično podoben mehanizmu drugih procesov prenosa mase, ki vključujejo trdno fazo. Najbolj univerzalna teorija adsorpcije je teorija volumetričnega polnjenja mikropor, ki jo je razvil M. M. Dubinin, ki upošteva privlačnost molekul absorbirane snovi z adsorbentom na podlagi odvisnosti ravnotežja od strukture por adsorbenta. Trdne snovi z visoko razvito površino in visoko poroznostjo se pogosto uporabljajo kot adsorbenti (aktivno oglje, silikageli, alumogeli, zeoliti - vodni kalcijevi in ​​natrijevi aluminosilikati, ionske izmenjevalne smole itd.). Adsorpcija se uporablja v industriji za čiščenje in sušenje tekočin in plinov, za ločevanje mešanic različnih tekočih in plinastih snovi, ekstrakcijo hlapnih topil, bistrenje raztopin, za čiščenje vode itd. druge industrije.

Destilacija in rektifikacija se uporabljata za ločevanje tekočih homogenih zmesi, sestavljenih iz dveh ali več hlapnih komponent, in temeljita na različnih vrelih komponent, to je na različni hlapnosti komponent mešanice pri isti temperaturi. Če začetno mešanico, ki jo sestavljajo tekočine z različnimi vreliščemi, delno izhlapimo in nastale pare kondenziramo, se bo kondenzat po svoji sestavi razlikoval z višjo vsebnostjo komponente z nizkim vreliščem (LC), preostala začetna mešanica bo obogatena z nizko hlapno komponento z visokim vreliščem (HC). Ta tekočina se imenuje ostanek, kondenzat pa destilat ali rektificiran. Obstajata dve bistveno različni vrsti destilacije: preprosta (enojna) destilacija in rektifikacija.

Rektifikacija je ločevanje mešanic tekočin na podlagi ponavljajočega se izhlapevanja tekočine in kondenzacije hlapov. Kot rezultat popravljanja, čistejši končni izdelki. Postopek se izvaja v aparatih kolonskega tipa (na primer v pakirnih in pladnjevnih destilacijskih kolonah neprekinjenega delovanja itd.). Procesi destilacije in rektifikacije se pogosto uporabljajo v kemični in alkoholni industriji, v proizvodnji zdravil, v industriji rafiniranja nafte itd.

Kristalizacija je ločitev trdne faze v obliki kristalov iz raztopin ali talin. Kristalizacija se začne z nastankom centrov (ali jeder) kristalizacije. Hitrost njihovega nastajanja je odvisna od temperature, hitrosti mešanja itd. Z naraščanjem temperature se stopnja rasti kristalov povečuje, vendar to vodi v nastanek manjših kristalov in pogosto povzroči zmanjšanje gonilne sile procesa. Velike kristale je lažje dobiti s počasno rastjo brez mešanja in majhnimi stopnjami prenasičenosti raztopin, vendar to zmanjša produktivnost procesa kristalizacije. Iskanje optimalna hitrost kristalizacija in je ena glavnih nalog tega procesa.

Široko se uporablja več metod kristalizacije: kristalizacija s hlajenjem, kristalizacija z odstranitvijo dela topila in tudi vakuumska kristalizacija. Glede na metodo kristalizacije se uporabljajo šaržni in kontinuirani kristalizatorji.

Kristalizacija je osnova metalurških in livarskih procesov, pridobivanja premazov, filmov, ki se uporabljajo v mikroelektroniki, uporablja pa se tudi v kemični, farmacevtski, živilski in drugih industrijah. Kristalizacija je zadnja faza v proizvodnji mineralnih soli, gnojil, organskih in visoko čistih snovi. Posebej pomemben je v industriji proces kristalizacije kovin iz talin.

Sušenje je proces odstranjevanja vlage iz različnih (trdih, tekočih in plinastih) materialov. Vlago lahko odstranimo z izhlapevanjem, sublimacijo, zmrzovanjem, visokofrekvenčnimi tokovi, adsorpcijo itd. Najpogosteje pa je sušenje z izhlapevanjem zaradi dovajanja toplote. Bolj ekonomično je zaporedno odstranjevanje vlage s filtracijo, centrifugiranjem (z vsebnostjo preostale vlage 10 - 40 %) in nato toplotnim sušenjem.

Obstajajo kontaktno in konvektivno sušenje. Pri kontaktnem sušenju se toplota prenaša na material, ki se suši skozi steno aparata. Konvektivno sušenje temelji na neposrednem prenosu toplote na material iz segretega zraka, dimnih plinov, pregrete pare itd.

Hitrost sušenja je določena s količino vlage, ki se odstrani s površine enote posušenega materiala na enoto časa. Hitrost sušenja, pogoji za njeno izvedbo in instrumentacija so v veliki meri odvisni od narave materiala, ki se suši, narave razmerja vlage z materialom, velikosti kosov, debeline plasti materiala, vsebnosti vlage. materiala, zunanjih dejavnikov (temperatura, tlak, vlaga) itd.

Tradicionalni sušilniki, ki se uporabljajo pri proizvodnji gradbenih materialov, mineralnih soli, barvil ipd., so kontinuirni sušilniki (boben, tunel, transporter, pnevmatska vrtinčena postelja) in serijski sušilniki (jama, omara, komora itd.). Razpršilni sušilniki s tekočo plastjo so najučinkovitejši. Vakuumsko, infrardeče, kriogeno, ultrazvočno, mikrovalovno sušenje se uporablja za izboljšanje kakovosti posušenih materialov, povečanje hitrosti sušenja in izboljšanje tehničnih in ekonomskih kazalnikov.

Uvod

Vsaka tehnologija, vključno s kemično tehnologijo, je znanost o metodah predelave surovin v končne izdelke. Metode recikliranja morajo biti ekonomsko in okolju prijazne ter utemeljene.

Kemična tehnologija je nastala ob koncu 18. stoletja in je skoraj do 30. let 20. stoletja obsegala opis posameznih kemičnih industrij, njihove glavne opreme, materialne in energetske bilance. Z razvojem kemične industrije in povečanjem števila kemičnih industrij je bilo potrebno preučiti in vzpostaviti splošne vzorce za izgradnjo optimalnih kemijsko-tehnoloških procesov, njihovo industrijsko izvajanje in racionalno delovanje. V kemični tehnologiji je treba jasno identificirati tokove snovi, s katerimi poteka transformacija, najprej iz surovin, nato pa postopoma tvorijo vmesne produkte, dokler ne dobimo končnega ciljnega produkta.

Glavna naloga kemične tehnologije je kombinacija v enem tehnološki sistem različne kemične transformacije s fizikalno-kemijskimi in mehanskimi procesi: mletje in sortiranje trdnih materialov, nastanek in ločevanje heterogenih sistemov, prenos mase in toplote, fazne transformacije itd.

Mehanski procesi zavzemajo eno glavnih mest v proizvodnji, saj so vključeni v vsako fazo. Pri tem delu je posebno mesto namenjeno najpogostejšemu postopku - mehanskemu mešanju. Glede na pogoje postopka se v proizvodnji uporabljajo posode in aparati z mešalnimi napravami (mešalniki) različnih izvedb.

Glavni cilji dela so podrobna študija glavnih mehanskih procesov, mešalnih naprav, njihovega delovanja in tehnološkega namena.

Mehanski procesi kemijske tehnologije

Mehanski procesi so procesi, ki temeljijo na mehanski vpliv na izdelku, in sicer:

razvrščanje

Obstajata dve vrsti ločevanja izdelkov: sortiranje ali kakovost glede na organoleptične lastnosti (barva, stanje površine, konsistenca) in ločevanje po velikosti na ločene frakcije (razvrščanje po delcih in obliki).

V prvem primeru se operacija izvede z organoleptičnim pregledom izdelkov, v drugem - s sejanjem.

Za odstranjevanje nečistoč se uporablja sortiranje s sejanjem. Pri sejanju skozi luknje prehajajo delci izdelka, manjši od lukenj za sito (prehod), delci, večji od lukenj za sito, pa ostanejo na situ v obliki odpadkov.

Za presejanje uporabite: kovinska sita z vtisnjenimi luknjami; žica iz okrogle kovinske žice, pa tudi sita iz svilenih, kapronskih niti in drugih materialov.

Svilena sita so zelo higroskopna in se relativno hitro obrabljajo. Najloni so neobčutljivi na spremembe temperature, relativne vlažnosti zraka in presejanih izdelkov; moč kapronskih niti je višja od svile.

Mletje

Mletje je postopek mehanske delitve predelanega izdelka na dele z namenom njegove boljše tehnološke uporabe. Glede na vrsto surovine ter njene strukturne in mehanske lastnosti se uporabljata predvsem dva načina mletja: drobljenje in rezanje. Drobljenje je podvrženo izdelki z nizko vlago, rezanju - izdelki z visoko vlažnostjo.

Drobljenje za pridobivanje velikega, srednjega in finega mletja se izvaja na brusilnih strojih, finih in koloidnih - na posebnih kavitacijskih in koloidnih mlini.

V procesu rezanja se izdelek deli na dele določene ali poljubne oblike (kosi, plasti, kocke, palčke itd.), kot tudi priprava fino razrezanih vrst izdelkov.

Za brušenje trdnih izdelkov z visoko mehansko trdnostjo se uporabljajo tračne in krožne žage ter rezalniki.

Stiskanje

Postopki stiskanja izdelkov se uporabljajo predvsem za ločitev na dve frakciji: tekočo in gosto. Med postopkom stiskanja se struktura izdelka uniči. Stiskanje se izvaja z neprekinjenimi vijačnimi stiskalnicami (ekstraktorji različnih izvedb).

Mešanje

Mešanje prispeva k intenziviranju toplotnih biokemičnih in kemičnih procesov zaradi povečanja površinske interakcije med delci zmesi. Konsistenca in fizikalne lastnosti zmesi so odvisne od trajanja mešanja.

Doziranje in oblikovanje

Proizvodnja izdelkov podjetij in njihova sprostitev se izvajata v skladu z GOST ali TU ali notranjimi tehnološkimi karati in zbirkami receptov, z normami za polaganje surovin in proizvodnje. končni izdelki(masa, prostornina). V zvezi s tem so bistveni postopki delitve izdelka na porcije (doziranje) in dajanje določene oblike (ulivanje). Postopki doziranja in oblikovanja se izvajajo ročno ali strojno, odvisno od proizvodnje.

toplota- oblika prenosa energije, ki se pojavi, ko telesa medsebojno delujejo z različnimi temperaturami (J)

Imenuje se proces prenosa toplote med telesi pri različnih temperaturah izmenjava toplote

Toplotni tok - količina toplote, ki se prenese na enoto časa (J / s \u003d W)

Gostota toplotnega toka (q) - toplotni tok, ki poteka skozi enoto površine na enoto časa

gonilna sila je temperaturna razlika med bolj in manj segretim telesom

telo ki sodelujejo pri prenosu toplote, se imenujejo hladilne tekočine.

Obstajajo tri vrste prenosa toplote:

Toplotna prevodnost - proces prenosa toplote zaradi toplotnega gibanja in interakcije mikrodelcev , v neposrednem stiku drug z drugim

konvekcija imenujemo prenos toplote zaradi gibanja in mešanja makroskopskih volumnov plina ali tekočine

Toplotno sevanje - proces širjenja elektromagnetnih nihanj z različnimi valovnimi dolžinami, zaradi toplotnega gibanja atomov in molekul sevalnega telesa

Glede na cilje tehnologije se pojavljajo naslednji toplotni procesi:

a) ogrevanje in hlajenje enofaznih in večfaznih medijev;

b) kondenzacija hlapov kemično homogenih tekočin in njihovih mešanic;

c) izhlapevanje vode v parno-plinski medij (vlaženje zraka, sušenje materialov);

d) vrele tekočine.

Prenos toplote s prevodnostjo

Toplotna prevodnost je prenos toplote z bolj na manj segrete predele telesa zaradi toplotnega gibanja in interakcije mikrodelcev, ki so v neposrednem stiku med seboj

temperaturno polje- niz temperatur na vseh točkah telesa v določenem času.

Postopek prenosa toplote s toplotno prevodnostjo je opisan z Fourierjev zakon, v skladu s katerim je količina toplote dQ, prenašajo s prevodnostjo skozi površinski element dF, pravokotno na toplotni tok, v času dτ sorazmerno s temperaturnim gradientom dt/dn, površine dF in čas dτ

λ – toplotna prevodnost telesa, W/(m K)

prikazuje, koliko toplote se prenese s toplotno prevodnostjo na enoto časa skozi enoto toplotne izmenjevalne površine, ko temperatura pade za 1 stopinjo na enoto dolžine normale na izotermično površino

Konvektivni prenos toplote (prenos toplote) - proces prenosa toplote s stene na plinasti (tekoči) medij ali v nasprotni smeri.

Prenos toplote poteka hkrati s konvekcijo in toplotno prevodnostjo.

Glede na naravo pojava ločimo 2 vrsti konvekcije:

prost zaradi razlike v gostotah segretih in hladnih delcev medija v gravitacijskem polju;

prisiljen nastane, ko črpalka, ventilator

Newton-Richmannov zakon konvektivnega prenosa toplote- omogoča določanje toplotnega toka iz ogrevane površine stene v okolje. medija ali iz segretega medija na površino stene

ali α - koeficient toplotne prehodnosti, ki kaže, koliko toplote se prenese z 1 m 2 površine stene na tekočino za 1 sekundo pri temperaturni razliki med steno in tekočino 1 stopinj

Fourier-Kirchhoffova diferencialna enačba- označuje porazdelitev temperature v gibljivi tekočini pri dovajanju toplote

To enačbo je mogoče rešiti le v redkih primerih, zato uporabljajo teorijo podobnosti in izpeljujejo kriterije podobnosti. Konvektivni prenos toplote je zapisan v obliki posplošene enačbe v obliki odvisnosti meril podobnosti m/s

Toplotna podobnost

Nusseltov kriterij:

Potrebni pogoji za podobnost prenosa toplote je upoštevanje r hidrodinamična in geometrijska podobnost . Za prvo je značilna enakost meril Re na podobnih točkah podobnih tokov, drugi - zaradi konstantnosti razmerja glavnih geometrijskih dimenzij stene L1,L2,…,Ln do neke značilne velikosti

Merilna enačba konvektivnega prenosa toplote

toplotno sevanje - proces širjenja elektromagnetnih nihanj z različnimi valovnimi dolžinami, zaradi toplotnega gibanja atomov in molekul sevalnega telesa

Kirchhoffov zakon sevanja

Razmerje med emisivnostjo katerega koli telesa in njegovo absorpcijo je enako za vsa telesa pri določeni temperaturi za dano frekvenco in ni odvisno od njihove oblike in kemične narave.

Po definiciji popolnoma črno telo absorbira vse sevanje, ki pada nanj, torej zanj. Funkcija torej sovpada z oddajnostjo absolutno črnega telesa, ki jo opisuje Stefan-Boltzmannov zakon, zaradi česar je emisivnost katerega koli telesa mogoče ugotoviti le na podlagi njegove absorpcijske sposobnosti.

Prenos toplote skozi ravno steno

Prenos toplote- to je proces prenosa toplote iz bolj segrete v manj segreto tekočino (plin) skozi površino ali trdno steno, ki jih ločuje

Količina toplote Q prenesena na enoto časa iz vroče hladilne tekočine s temperaturo t1 na hladno s temperaturo t2 skozi zid, ki jih ločuje δ in toplotna prevodnost λ. Temperature površine sten tst1 in tst2 oz. Koeficienti prenosa toplote za vročo hladilno tekočino α1, ampak hladno – α2.

Predvidevamo, da je proces prenosa toplote stalen.

Gonilna sila procesov izmenjave toplote

Gonilna sila procesa prenosa toplote je temperaturna razlika toplotnih nosilcev

V najpreprostejših primerih prenosa toplote - sočasnem in protitočnem, je povprečna temperaturna razlika določena z Grashofovo enačbo kot povprečna logaritemska

Za tok naprej: