Isıl işlemler, hızı ısı temini veya uzaklaştırma hızı ile belirlenen işlemler olarak adlandırılır. Farklı sıcaklıklarda en az iki ortam ısıl işlemlerde yer alır ve ısı daha fazla olan bir ortamdan kendiliğinden (iş maliyeti olmadan) aktarılır. Yüksek sıcaklık Tı daha düşük sıcaklığa sahip bir ortama T2, yani. T 1 >T 2 eşitsizliği gözlenirse.

Bu durumda, T1 sıcaklığındaki ortama ısı taşıyıcı, T2 sıcaklığındaki ortama ise soğutucu akışkan denir. Kimyasal üretimde kullanılan termal işlemler için bu sıcaklıklar çok geniş bir aralıkta dalgalanır - 0K'dan binlerce dereceye kadar.

Termal işlemin ana özelliği, cihazın ısı transfer yüzeyinin hesaplandığı şekilde aktarılan ısı miktarıdır. Kararlı bir süreç için, birim zamanda aktarılan ısı miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:

Q = KDT*F, (10.4)

K, ısı transfer katsayısıdır, T, ortamlar arasındaki ortalama sıcaklık farkıdır,

F, ısı değişim yüzeyidir.

Termal süreçlerin itici gücü sıcaklık gradyanıdır.

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

Termal süreçler şunları içerir: ısıtma, soğutma, yoğuşma, buharlaşma ve buharlaşma, ısı transferi.

1. ısıtma- işlenen malzemelerin sıcaklığını onlara ısı vererek artırma işlemi. Isıtma, kimyasal teknolojide kütle transferini ve kimyasal süreçleri hızlandırmak için kullanılır. Isıtma için kullanılan soğutma sıvısının doğası gereği:

- bir fıskiye yoluyla canlı su buharı veya bir bobin veya ceket aracılığıyla sağır su buharı ile ısıtma;

- aparatın duvarından baca gazlarıyla veya doğrudan temasla ısıtma;

- su ile önceden ısıtılmış ara ısı taşıyıcılarla ısıtma: mineral yağlar, erimiş tuzlar;

- çeşitli tiplerde (endüksiyon, ark, direnç) elektrik fırınlarında elektrik akımı ile ısıtma;

– gaz akışında bir katalizör de dahil olmak üzere katı tanecikli bir soğutucu ile ısıtma.

Granül soğutucu ile ısıtma şeması soğutucu

Fırın

ısıtılmış

bileşen

soğuk taşıma bileşeni

1 - fırın, 2 - granül malzemeyi ısıtmak için cihaz, 3 - gaz ısıtmak için cihaz, 4 - yükleme cihazı, 5 - granül malzeme ayırıcı

2.Soğutma- işlenen malzemelerin sıcaklığını onlardan ısıyı uzaklaştırarak düşürme işlemi. Soğutma için kullanılan soğutucu akışkanlar olarak: su, hava, soğutucu akışkanlar. Soğutma aparatları ikiye ayrılır:

- soğutulmuş malzemenin soğutucu ile duvardan dolaylı teması için cihazlar (buzdolapları) ve

– soğutulacak malzemenin soğutucu ile doğrudan teması için cihazlar (soğutma kuleleri veya gaz yıkayıcılar).

Aparat tasarımının seçimi, soğutulan malzeme ve soğutucu akışkanın doğasına göre belirlenir.

3.Yoğuşma- bir maddenin buharlarını, onlardan ısı alarak sıvılaştırma işlemi. Soğutucu akışkanın yoğunlaştırılmış buharla teması ilkesine göre, aşağıdaki yoğunlaşma türleri ayırt edilir:

- cihazın su ile soğutulan duvarının yüzeyinde buhar sıvılaşmasının meydana geldiği yüzey yoğunlaşması ve

- Buharların soğutma suyuyla doğrudan temas ettiklerinde soğutma ve sıvılaşmalarının meydana geldiği karıştırma yoluyla yoğuşma. Birinci tipteki cihazlara yüzey kondansatörleri, ikinci tipteki cihazlara karıştırma kondansatörleri ve barometrik kondansatörler denir. Karıştırma yoğuşması, buharlaşan sıvı su ile karışmadığında kullanılır.

4. Buharlaşma- Uçucu bir çözücüyü bir kalem şeklinde çıkararak katı uçucu olmayan maddelerin çözeltilerini konsantre etme işlemi. Buharlaşma, bir tür termal buharlaştırma işlemidir. Buharlaştırma işleminin devam edebilmesi için şart, çözelti üzerindeki buhar basıncının, evaporatörün çalışma hacmindeki buhar basıncına eşit olmasıdır.

Bu koşul altında, kaynayan çözücünün üzerinde oluşan ikincil buharın sıcaklığı teorik olarak çözücünün doymuş buharının sıcaklığına eşittir. Buharlaştırma, basınç altında veya vakum altında gerçekleştirilebilir, bu da işlem sıcaklığını düşürmeyi mümkün kılar. Buharlaştırma iki versiyonda gerçekleştirilebilir: çoklu buharlaştırma ve ısı pompası buharlaştırma.

Çoklu buharlaştırma, ısıtma buharı olarak ikincil buhar kullanılarak buharlaştırma işlemidir. Bunu yapmak için, buharlaştırma bir vakumda veya yüksek basınçlı ısıtma buharı kullanılarak gerçekleştirilir.

Tesis binalarının sayısı, ekonomik hususlar, özellikle buhar üretimi ve bakım maliyeti ile belirlenir ve buharlaştırılmış çözeltinin ilk ve son konsantrasyonuna bağlıdır.

Isı pompası buharlaştırma işlemi, ikincil buharın, bir turboşarj veya enjektörde sıkıştırılarak ısıtma buharının sıcaklığına ısıtılması ve daha sonra aynı evaporatörde çözücünün buharlaştırılması için yeniden kullanılması gerçeğine dayanır.

Çoklu buharlaşma şeması.

yoğuşma yoğuşma

1 - birinci evaporatör, 2 - ikinci evaporatör, p gr1 - birinci aparatın ısıtma buharının basıncı (canlı buhar), p at1 - birinci aparattan gelen ikincil buharın basıncı, p gr2'ye eşit - ikinci aparatın ısıtma buharının basıncı, p at2 - ikinci aparattan ikincil çiftin basıncı.

Isı pompalı buharlaşma şeması.

buharlaşmış sıvı

Bir sıyrılmış sıvı

1 – evaporatör, 2 – ikincil buhar ısıtma cihazı.

İş bitimi -

Bu konu şunlara aittir:

Kimyasal Teknoloji

Federal Eyalet Eğitim kurumu.. üst mesleki Eğitim.. Novgorod Devlet Üniversitesi Adını Bilge Yaroslav'dan almıştır.

Bu konuyla ilgili ek materyale ihtiyacınız varsa veya aradığınızı bulamadıysanız, çalışma veritabanımızdaki aramayı kullanmanızı öneririz:

Alınan malzeme ile ne yapacağız:

Bu materyalin sizin için yararlı olduğu ortaya çıktıysa, sosyal ağlarda sayfanıza kaydedebilirsiniz:

cıvıldamak

Bu bölümdeki tüm konular:

11. 2 Homojen süreçlerin temel yasaları 12.1 Heterojen süreçlerin karakterizasyonu 12 Heterojen süreçler 12.1 Heterojen süreçlerin karakterizasyonu

Çevre
İnsanın maddi ve manevi ihtiyaçlarının karşılanmasının birincil kaynağı doğadır. Aynı zamanda habitatını temsil eder - çevre. Çevrede, doğa izole edilmiştir

İnsan üretimi faaliyetleri ve gezegen kaynakları
İnsanlığın varlığının ve gelişmesinin şartı maddi üretimdir, yani. insanın doğayla sosyal ve pratik ilişkisi. Çeşitli ve devasa endüstriyel ölçek

Biyosfer ve evrimi
Çevre bileşenleri çok sayıda bağla birbirine bağlanan karmaşık bir çok bileşenli sistemdir. Çevre, her biri bir dizi alt sistemden oluşur.

Kimyasal endüstri
Üretilen ürünlerin amacına göre endüstri, biri kimya endüstrisi olmak üzere endüstrilere ayrılmaktadır. Kimya ve petrokimya sektörlerinin toplam içindeki payı

Kimya Bilimi ve İmalatı
3.1 Kimyasal teknoloji - kimyasal üretimin bilimsel temeli Modern kimyasal üretim büyük bir tonajdır, otomatik üretim, temel bilgiler

Bir bilim olarak kimyasal teknolojinin özellikleri
Kimyasal teknoloji, teorik kimyadan yalnızca, çalıştığı üretimin ekonomik gerekliliklerini hesaba katma ihtiyacıyla değil. Teorinin görevleri, amaçları ve içeriği arasında

Kimya teknolojisinin diğer bilimlerle bağlantısı
Kimyasal teknoloji, bir dizi bilimin malzemesini kullanır:

Kimyasal hammaddeler
Hammaddeler, sürecin verimliliğini, teknoloji seçimini büyük ölçüde belirleyen teknolojik sürecin ana unsurlarından biridir. Hammaddeler doğal malzemelerdir

Kaynaklar ve hammaddelerin rasyonel kullanımı
Kimyasal ürünlerin maliyetinde hammaddelerin payı %70'e ulaşmaktadır. Bu nedenle kaynak sorunu ve rasyonel kullanım işleme ve ekstraksiyon sırasında hammaddeler. Kimya endüstrisinde

İşleme için kimyasal hammaddelerin hazırlanması
Bitmiş ürünlere işlenmesi amaçlanan hammaddeler belirli gereksinimleri karşılamalıdır. Bu, işleme için hammadde hazırlama sürecini oluşturan bir dizi işlemle gerçekleştirilir.

Gıda hammaddelerinin gıda dışı ve bitkisel minerallerle değiştirilmesi
Organik kimyadaki gelişmeler, çeşitli hammaddelerden çok sayıda değerli organik madde üretmeyi mümkün kılmaktadır. Örneğin, sentetik üretiminde büyük miktarlarda kullanılan etil alkol

Suyun kullanımı, suyun özellikleri
Kimya endüstrisi, suyun en büyük tüketicilerinden biridir. Su, hemen hemen tüm kimya endüstrilerinde çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Bireysel kimya işletmelerinde su tüketimi

Endüstriyel su arıtma
Endüstriyel suda bulunan yabancı maddelerin zararlı etkisi, kimyasal yapılarına, konsantrasyonlarına, dağılma durumlarına ve ayrıca belirli bir su kullanımı üretim teknolojisine bağlıdır. Güneş

Kimya endüstrisinde enerji kullanımı
V kimyasal endüstri ya salınımla ya da maliyetle ya da enerjinin karşılıklı dönüşümleriyle ilişkili çeşitli süreçler meydana gelir. Enerji sadece kimyasalları yürütmek için harcanmaz

Kimya endüstrisi tarafından tüketilen ana enerji kaynakları fosil yakıtlar ve ürünleri, su gücü, biyokütle ve nükleer yakıttır. enerji değeri

Kimyasal üretimin teknik ve ekonomik göstergeleri
Büyük ölçekli malzeme üretiminin bir dalı olarak kimya endüstrisi için sadece teknoloji önemli değil, aynı zamanda yakından ilişkilidir. ekonomik yön, hangisine bağlı

Kimya endüstrisi ekonomisinin yapısı
Ekonomik verimliliği değerlendirmek için önemli olan sermaye maliyetleri, üretim maliyetleri ve işgücü verimliliği gibi göstergelerdir. Bu göstergeler ekonominin yapısına bağlıdır.

Kimyasal üretimin malzeme ve enerji denklikleri
Yeni bir üretim organize ederken veya mevcut bir üretimin etkinliğini değerlendirirken yapılan tüm nicel hesaplamalar için ilk veriler, malzeme ve enerji dengelerine dayanmaktadır. Bunlar

Kimyasal-teknolojik süreç kavramı
Kimyasal üretim sürecinde, ilk maddeler (hammaddeler) işlenerek nihai ürüne dönüştürülür. Bunu yapmak için, reaksiyona aktarılması için hammaddelerin hazırlanması da dahil olmak üzere bir dizi işlemin gerçekleştirilmesi gerekir.

kimyasal işlem
Kimyasal işlemler, üretim sürecinin ana aparatı olan bir kimyasal reaktörde gerçekleştirilir. Bir kimyasal reaktörün tasarımı ve çalışma şekli, aşağıdaki durumlarda verimliliği belirler.

Bir kimyasal reaksiyonun hızı
Bir reaktörde meydana gelen kimyasal reaksiyonun hızı, genel denklem ile tanımlanır: V = K* L *DC L-reaksiyona giren sistemin durumunu karakterize eden parametre; K-sabit

Kimyasal sürecin genel oranı
Heterojen sistemler için 1, 3 ve 2 reaktör bölgelerindeki işlemler farklı yasalara uyduğundan, farklı hızlarda ilerlerler. Reaktördeki kimyasal işlemin genel hızı şu şekilde belirlenir:

Kimyasal-teknolojik süreçlerin termodinamik hesaplamaları
Teknolojik süreçleri tasarlarken, kimyasal reaksiyonların termodinamik hesaplamaları çok önemlidir. Bu kimyasal dönüşümün temel olasılığı hakkında bir sonuç çıkarmayı mümkün kılarlar,

Sistemdeki denge
Reaktördeki kimyasal işlemin hedef ürününün verimi, reaksiyon sisteminin kararlı denge durumuna yaklaşma derecesi ile belirlenir. Kararlı bir denge aşağıdaki koşulları karşılar:

Termodinamik verilerden denge hesaplaması
Denge sabitinin hesaplanması ve Gibbs enerjisindeki değişim, reaksiyon karışımının denge bileşiminin yanı sıra ürünün mümkün olan maksimum miktarını belirlemeyi mümkün kılar. Eksilerin hesaplanmasına dayanarak

termodinamik analiz
Bir mühendisin sadece termodinamik hesaplamaları yapması için değil, aynı zamanda kimyasal-teknolojik süreçlerin enerji verimliliğini değerlendirmesi için de termodinamik yasalarının bilgisi gereklidir. Analizin değeri

Sistem olarak kimyasal üretim
Üretim süreçleri kimya endüstrisinde hammadde ve ürün türleri, bunların uygulanma koşulları, ekipmanın gücü vb. açısından önemli ölçüde farklılık gösterebilir. Bununla birlikte, tüm çeşitlilik ile

Kimyasal-teknolojik bir sistemle simülasyon
Bir laboratuvar deneyinden endüstriyel üretime büyük ölçekli bir geçiş sorunu, ikincisinin tasarımında modelleme ile çözülür. Modelleme bir araştırma yöntemidir

Proses şeması seçimi
Herhangi bir CTP'nin organizasyonu aşağıdaki aşamaları içerir: - sürecin kimyasal, temel ve teknolojik şemalarının geliştirilmesi; – optimal teknolojik parametrelerin ve kurulumların seçimi

Proses parametrelerinin seçimi
CTP parametreleri, mümkün olan en yüksek değeri sağlayacak şekilde seçilir. ekonomik verim bireysel işleyişi değil, bir bütün olarak tüm üretimi. Yani, örneğin, yukarıda tartışılan ürün için

Kimyasal üretim yönetimi
Çok faktörlü ve çok seviyeli bir sistem olarak kimyasal üretimin karmaşıklığı, içindeki bireysel üretim süreçleri için çeşitli kontrol sistemlerinin kullanılması ihtiyacına yol açar,

hidromekanik süreçler
Hidromekanik süreçler, heterojen, en az iki fazlı sistemlerde meydana gelen ve hidrodinamik yasalarına uyan süreçlerdir. Bu tür sistemler dağınık bir fazdan oluşur,

Kütle transferi süreçleri
Kütle aktarım süreçlerine, hızı bir maddenin bir fazdan diğerine denge sağlama yönünde (kütle aktarım hızı) aktarım hızı tarafından belirlenen süreçler denir. Kütle sürecinde

Kimyasal reaktörler için tasarım ilkeleri
Kimyasal üretimdeki amacını ve yerini belirleyen kimyasal-teknolojik sürecin ana aşaması, kimyasalın kimyasal-teknolojik şemanın ana aparatında gerçekleştirilir.

Kimyasal reaktör tasarımları
Yapısal olarak, kimyasal reaktörler farklı bir şekle ve cihaza sahip olabilir, çünkü. zor kütle ve ısı transferi koşullarında meydana gelen çeşitli kimyasal ve fiziksel işlemleri gerçekleştirirler.

İletişim cihazlarının cihazı
Heterojen katalitik süreçleri yürütmek için kimyasal reaktörlere kontak aparatları denir. Katalizörün durumuna ve aparattaki hareket tarzına bağlı olarak, bunlar ayrılır:

Homojen süreçlerin karakterizasyonu
Homojen süreçler, yani. homojen bir ortamda meydana gelen süreçler (sistemin parçalarını birbirinden ayıran ara yüzleri olmayan sıvı veya gazlı karışımlar) nispeten nadirdir.

Gaz fazında homojen süreçler
Gaz fazındaki homojen süreçler, organik madde teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu işlemleri gerçekleştirmek için organik madde buharlaşır ve daha sonra buharları bir veya daha fazla madde ile işlenir.

Sıvı fazda homojen süreçler
Sıvı fazda meydana gelen çok sayıda prosesten, mineral tuz teknolojisindeki alkali nötralizasyon prosesleri, katı tuz oluşmadan homojen olarak sınıflandırılabilir. Örneğin, sülfat elde etmek

Homojen süreçlerin ana düzenlilikleri
Homojen süreçler, kural olarak, kinetik bölgede gerçekleşir, yani. sürecin genel hızı, kimyasal reaksiyon hızı tarafından belirlenir, bu nedenle reaksiyonlar için oluşturulan modeller uygulanabilir ve

Heterojen süreçlerin karakterizasyonu
Heterojen kimyasal süreçler, farklı fazlardaki reaktanlar arasındaki reaksiyonlara dayanır. Kimyasal reaksiyonlar heterojen bir sürecin aşamalarından biridir ve hareket ettikten sonra devam eder.

Gaz-sıvı sistemindeki süreçler (G-L)
Gaz ve sıvı reaktiflerin etkileşimine dayalı prosesler kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür işlemler gazların absorpsiyonunu ve desorpsiyonunu, sıvıların buharlaşmasını içerir.

İkili katı, iki fazlı sıvı ve çok fazlı sistemlerde prosesler
Yalnızca katı fazları (T-T) içeren işlemler, genellikle katı malzemelerin fırınlanmaları sırasında sinterlenmesini içerir. Sinterleme, ince tozlardan katı ve gözenekli parçaların üretilmesidir.

Yüksek sıcaklık prosesleri ve aparatları
Sıcaklıktaki bir artış, hem kinetik hem de difüzyon bölgelerinde meydana gelen kimyasal-teknolojik süreçlerin dengesini ve hızını etkiler. Bu nedenle, düzenleme sıcaklık rejimi vb

Katalizin özü ve türleri
Kataliz, sürece katılan, kimyasal olarak sonunda kalan maddelerin-katalizörlerin etkisinin bir sonucu olarak kimyasal reaksiyonların hızındaki veya uyarılmalarındaki bir değişikliktir.

Katı katalizörlerin özellikleri ve üretimi
Endüstriyel katı katalizörler, temas kütlesi adı verilen karmaşık bir karışımdır. Temas kütlesinde, bazı maddeler aslında bir katalizör görevi görürken, diğerleri bir aktivatör görevi görür.

Katalitik süreçlerin donanım tasarımı
Homojen kataliz cihazlarında herhangi bir karakteristik özellikler homojen bir ortamda katalitik reaksiyonların gerçekleştirilmesi teknik olarak uygulanması kolaydır ve özel aparat gerektirmez

En önemli kimya endüstrileri
n.v.'de 50.000'den fazla bireysel inorganik ve yaklaşık üç milyon organik madde bilinmektedir. V çalışma şartları açık maddelerin sadece küçük bir kısmını alır. Aslında

Uygulama
Nispeten düşük üretim maliyeti ile birlikte sülfürik asidin yüksek aktivitesi, uygulamasının büyük ölçekli ve aşırı çeşitliliğini önceden belirlemiştir. mineraller arasında

Sülfürik asidin teknolojik özellikleri
Susuz sülfürik asit (monohidrat) H2SO4, büyük miktarda salımı ile su ile her oranda karışan ağır yağlı bir sıvıdır.

Nasıl alınır
13. yüzyılda, sülfürik asit, FeSO4 demir sülfatın termal ayrışmasıyla elde edildi, bu nedenle, sülfürik asit uzun süredir kullanılmasına rağmen, şimdi bile sülfürik asit çeşitlerinden birine vitriol yağı denir.

Sülfürik asit üretimi için hammaddeler
Sülfürik asit üretimindeki hammaddeler, elementel kükürt ve kükürt veya doğrudan kükürt oksit elde edilebilen çeşitli kükürt içeren bileşikler olabilir. doğal yataklar

Sülfürik asit üretimi için temas yöntemi
Temas yöntemi, olleum dahil olmak üzere büyük miktarda sülfürik asit üretir. Temas yöntemi üç aşamayı içerir: 1) katalizöre zararlı olan safsızlıklardan gazın arıtılması; 2) kapsayıcı

Kükürtten sülfürik asit üretimi
Sülfürün yakılması, piritlerin yakılmasından çok daha basit ve kolaydır. Elementel kükürtten sülfürik asit üretimi için teknolojik süreç, üretim sürecinden farklıdır.

Bağlı Azot Teknolojisi
Azot gazı en kararlı gazlardan biridir. kimyasal maddeler. Bir nitrojen molekülündeki bağlanma enerjisi 945 kJ/mol'dür; a başına en yüksek entropilerden birine sahiptir

Azot endüstrisinin hammadde tabanı
Azot endüstrisinde ürün elde etmek için kullanılan hammaddeler atmosferik hava ve Farklı türde yakıt. Biri oluşturan parçalar hava, yarı olarak kullanılan azottur.

Proses gazlarının üretimi
Katı yakıttan sentez gazı. Sentez gazı üretimi için ana hammadde kaynaklarından ilki, katı yakıt Aşağıdaki p'ye göre su gazı jeneratörlerinde işlenen

amonyak sentezi
1360 ton/gün kapasiteli ortalama bir basınçta modern amonyak üretiminin temel bir teknolojik şemasını ele alalım. Çalışma modu aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir:

Tipik tuz teknolojisi süreçleri
Çoğu MU, tuz benzeri özelliklere sahip çeşitli mineral tuzlar veya katılardır. teknolojik şemalar MU üretimi çok çeşitlidir, ancak çoğu durumda depo

Fosfat hammaddelerinin ayrıştırılması ve fosfatlı gübrelerin üretimi
Doğal fosfatlar (apatitler, fosforitler) esas olarak mineral gübrelerin üretimi için kullanılır. Elde edilen fosfor bileşiklerinin kalitesi, içindeki P2O5 içeriği ile değerlendirilir.

Fosforik asit üretimi
Fosforik asit üretimi için ekstraksiyon yöntemi, doğal fosfatların sülfürik asit ile ayrışma reaksiyonuna dayanmaktadır. İşlem iki aşamadan oluşur: fosfatların ayrışması ve filtreleme

Basit süperfosfat üretimi
Basit süperfosfat üretiminin özü, suda ve toprak çözeltilerinde çözünmeyen doğal florapatitin, başta monokalsiyum fosfat olmak üzere çözünür bileşiklere dönüştürülmesidir.

Çift süperfosfat üretimi
Çift süperfosfat, doğal fosfatların fosforik asit ile ayrıştırılmasıyla elde edilen konsantre bir fosfatlı gübredir. %42-50 oranında asimile edilebilir P2O5 içerir.

Fosfatların nitrik asit ayrışması
Karmaşık gübreler elde etmek. Fosfat hammaddelerinin işlenmesinde ilerleyici bir yön, apatitlerin ve fosforitlerin nitrik asit ayrışması yönteminin kullanılmasıdır. Bu çağrı yöntemi

Azotlu gübre üretimi
Mineral gübrelerin en önemli türü azottur: amonyum nitrat, karbamid, amonyum sülfat, sulu amonyak çözeltileri vb. Azot yaşamda son derece önemli bir rol oynar.

amonyum nitrat üretimi
Amonyum nitrat veya amonyum nitrat, NH4NO3, amonyum ve nitrat formlarında %35 azot içeren beyaz kristal bir maddedir, her iki azot formu da kolayca emilir

üre üretimi
Azotlu gübreler arasında karbamid (üre), üretim açısından amonyum nitrattan sonra ikinci sırada yer almaktadır. Karbamid üretiminin büyümesi, tarımdaki uygulamasının geniş kapsamından kaynaklanmaktadır.

Amonyum sülfat üretimi
Amonyum sülfat (NH4)2SO4, renksiz kristalli bir maddedir, %21.21 azot içerir, 5130C'ye ısıtıldığında tamamen ayrışır.

Kalsiyum nitrat üretimi
Özellikler Kalsiyum nitrat (kalsiyum veya kalsiyum nitrat) birkaç kristalli hidrat oluşturur. Susuz tuz 5610C'de erir, ancak zaten 5000'de

Sıvı azotlu gübre üretimi
Katı gübrelerin yanı sıra amonyum nitrat, karbamid, kalsiyum nitrat ve bunların karışımlarının sıvı amonyak veya konsantre haldeki çözeltileri olan sıvı azotlu gübreler de kullanılır.

Genel özellikleri
Dünyanın bağırsaklarından çıkarılan ve fabrika yöntemleriyle üretilen potasyum tuzlarının %90'ından fazlası gübre olarak kullanılmaktadır. Potas mineral gübreleri doğal veya sentetiktir.

Potasyum klorür elde etmek
Flotasyon üretim yöntemi

Silikat Malzeme Teknolojisi için Standart Prosesler
Silikat malzemelerin üretiminde standart teknolojik süreçlerüretimlerinin fiziksel ve kimyasal temellerinin yakınlığından kaynaklanmaktadır. çok Genel görünüm herhangi bir silikat üretimi

Hava kireci üretimi
Hava veya inşaat kireci, kalsiyum oksit ve kalsiyum hidroksit bazlı silikat içermeyen bir bağlayıcıdır. Üç tip hava kireci vardır:

Cam üretim süreci
Cam üretimi için hammaddeler, çeşitli doğal ve sentetik malzemelerdir. Camın oluşumundaki rollerine göre beş gruba ayrılırlar: 1. Temeli oluşturan cam oluşturucular

refrakter üretim
Refrakter malzemeler (refrakterler), artan refrakterlik ile karakterize edilen metalik olmayan malzemelerdir, yani. erimeden yüksek sıcaklıklara maruz kalmaya dayanma yeteneği

Sodyum klorürün sulu çözeltilerinin elektrolizi
Sulu sodyum klorür çözeltilerinin elektrolizi sırasında, klor, hidrojen ve kostik soda (kostik soda) elde edilir. Atmosferik basınçta ve normal sıcaklıkta klor, sarı-yeşil bir gazdır.

Çelik katot ve grafit anotlu banyolarda sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi
Bir çelik katot ve bir grafit anot ile banyolarda bir sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi, bir aparatta (elektrolizör) kostik soda, klor ve hidrojen elde etmeyi mümkün kılar. geçerken

Sodyum klorür çözeltilerinin cıva katotlu ve grafit anotlu banyolarda elektrolizi, diyaframlı banyolardan daha konsantre ürünler elde etmeyi mümkün kılar. geçerken

Hidroklorik asit üretimi
Hidroklorik asit, sudaki bir hidrojen klorür çözeltisidir. Hidrojen klorür, erime noktası -114.20C ve kaynama noktası -85 olan renksiz bir gazdır.

Eriyiklerin elektrolizi. Alüminyum üretimi
Sulu çözeltilerin elektrolizinde, yalnızca katottaki salma potansiyeli hidrojen salma potansiyelinden daha pozitif olan maddeler elde edilebilir. Özellikle, bu tür elektronegatif

alümina üretimi
Alümina üretiminin özü, alüminyum hidroksitin diğer minerallerden ayrılmasıdır. Bu, bir dizi karmaşık teknolojik yöntem kullanılarak elde edilir: alüminanın çözünür hale dönüştürülmesi.

Alüminyum üretimi
Alüminyum üretimi, Na3AlF6 kriyolit içinde çözülmüş alüminadan gerçekleştirilir. Alümina için bir çözücü olarak kriyolit uygundur çünkü Al'i oldukça iyi çözer.

metalurji
Metalurji, cevherlerden ve diğer hammaddelerden metal elde etme yöntemleri bilimi ve metal üreten sanayi dalıdır. Metalurjik üretim eski zamanlarda ortaya çıktı. Şafakta bir kez daha

Cevherler ve işleme yöntemleri
Metal üretiminde hammadde metal cevherleridir. Az sayıda (platin, altın, gümüş) dışında metaller doğada metal bileşimini oluşturan kimyasal bileşikler şeklinde bulunur.

demir üretimi
Pik demir üretimi için hammadde, dört gruba ayrılan demir cevherleridir: Manyetik demir oksit veya manyetik demir cevheri cevherleri, %50-70 demir içerir ve ana demir cevheridir.

Bakır üretimi
Bakır, mühendislikte yaygın olarak kullanılan bir metaldir. Saf bakır açık pembe bir renge sahiptir. Erime noktası 10830C, kaynama noktası 23000C, iyi

Yakıtın kimyasal işlenmesi
Yakıt, kimya endüstrisi için bir termal enerji kaynağı ve bir hammadde olan, doğal olarak oluşan veya yapay olarak üretilen yanıcı bir organik maddedir. Doğası gereği,

Kömür koklaştırma
Koklama, yakıtları, özellikle de kömürleri, hava erişimi olmadan 900-10500C'ye ısıtmaktan oluşan bir işleme yöntemidir. Bu durumda yakıt, oluşum ile birlikte ayrışır.

Gaz yakıtların üretimi ve işlenmesi
Gaz halindeki yakıt, çalıştığı sıcaklık ve basınçta gaz halinde bulunan bir yakıttır. Menşeine göre gaz yakıtlar doğal ve sentetik olarak ikiye ayrılır.

Temel organik sentez
Temel organik sentez (OOS), nispeten basit bir yapıya sahip, çok büyük miktarlarda üretilen ve organik madde olarak kullanılan organik maddelerin bir dizi üretimidir.

Hammadde ve çevre koruma süreçleri
Çevre koruma ürünlerinin üretimi fosil organik hammaddelere dayanmaktadır: petrol, doğal gaz, kömür ve şeyl. Çeşitli kimyasal ve fizikokimyasal ön hazırlıkların bir sonucu olarak

Karbon monoksit ve hidrojene dayalı sentezler
Karbon monoksit ve hidrojene dayalı organik sentez, geniş endüstriyel gelişme göstermiştir. CO ve H2'den hidrokarbonların katalitik sentezi ilk olarak Sabatier, synth tarafından gerçekleştirildi.

Metil alkol sentezi
Uzun bir süre, ahşabın kuru damıtılması sırasında açığa çıkan katranlı sudan metil alkol (metanol) elde edildi. Bu durumda alkol verimi ahşabın türüne bağlıdır ve 3 ile 3 arasında değişir.

etanol üretimi
Etanol, karakteristik bir kokuya sahip, kaynama noktası 78.40С, erime noktası –115.150С, yoğunluğu 0.794 t/m3 olan renksiz bir mobil sıvıdır. Etanol karıştırılır

formaldehit üretimi
Formaldehit (metanal, formik aldehit), -19.20C kaynama noktası, -1180C erime noktası ve yoğunluğu (sıvı içinde) olan keskin tahriş edici kokuya sahip renksiz bir gazdır.

Üre-formaldehit reçinelerinin elde edilmesi
Yapay reçinelerin tipik temsilcileri, üre molekülleri ve formlarının etkileşimi sırasında meydana gelen bir polikondenzasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak oluşan üre-formaldehit reçineleridir.

asetaldehit üretimi
Asetaldehit (etanal, asetik

Asetik asit ve anhidrit üretimi
Asetik asit (etanoik asit), keskin kokulu, kaynama noktası 118.10C, erime noktası 16.750C ve yoğunluğu olan renksiz bir sıvıdır.

polimerizasyon monomerleri
Monomerler, molekülleri birbirleriyle veya diğer bileşiklerin molekülleri ile reaksiyona girebilen, ağırlıklı olarak organik yapıya sahip düşük moleküler bileşiklerdir.

Polivinil asetat dispersiyonu üretimi
SSCB'DE endüstriyel üretim PVAD ilk olarak 1965 yılında uygulanmıştır. SSCB'de PVAD elde etmenin ana yöntemi sürekli bir çağlayandı, ancak periyodik olarak kabul edildiği yapımlar vardı.

makromoleküler bileşikler
Ulusal ekonomide büyük önem taşıyan doğal ve sentetik yüksek moleküler organik bileşiklerdir: selüloz, kimyasal lifler, kauçuklar, plastikler, kauçuk, vernikler, yapıştırıcılar, vb. Nasıl

hamur üretimi
Selüloz ana türlerden biridir. polimer malzemeler. Kimyasal işleme için kullanılan ahşabın %80'den fazlası kağıt hamuru ve odun hamuru üretmek için kullanılır. Selüloz, bazen

Kimyasal liflerin imalatı
Lifler, uzunlukları çok küçük boyutlarından birçok kez daha büyük olan gövdeler olarak adlandırılır. enine kesit genellikle mikron cinsinden ölçülür. Lifli malzemeler, ör. fiber malzemeler ve

plastik üretimi
Plastikler, ana malzeme olan geniş bir malzeme grubunu içerir. ayrılmaz parça yüksek sıcaklık ve basınçta plastiğe dönüşebilen doğal veya sentetik RİA'lar

Kauçuk ve kauçuk üretimi
Kauçuklar, dış kuvvetlerin etkisi altında önemli ölçüde deforme olabilen ve yük kaldırıldıktan sonra hızla orijinal durumuna geri dönebilen elastik RİA'ları içerir. elastik özellikler

"ISI İŞLEMLERİ" BÖLÜMÜNE

bölme programı

Kimyasal teknolojide termal süreçlerin rolü.

Isının sağlanması ve uzaklaştırılması için endüstriyel yöntemler. Soğutucu türleri ve uygulama alanları. Buharlı ısıtma. Bir ısıtma maddesi olarak doymuş buhar kullanımının özellikleri, ana avantajları ve uygulamaları. "Keskin" ve "sağır" buharla ısıtma sırasında termal dengeler. Sıcak sıvılarla ısıtma, avantajları ve dezavantajları. Baca gazları ile ısıtma. Elektrikli ısıtma. soğutma maddeleri.

Isı eşanjörleri. Isı eşanjörlerinin sınıflandırılması. Kabuk ve borulu ısı eşanjörleri: tasarım, karşılaştırmalı özellikler. Bobin ısı eşanjörleri: avantajları ve dezavantajları. Düz yüzeyli ısı eşanjörleri: tasarımlar, avantajlar ve dezavantajlar. Karıştırma ısı eşanjörleri: tasarımlar, avantajlar ve dezavantajlar. Rejeneratif ısı eşanjörleri: tasarımlar, avantajlar ve dezavantajlar.

Yüzey ısı eşanjörlerinin hesaplanması. Isı eşanjörlerinin seçimi. Isı eşanjörlerinin tasarım hesabı. Isı eşanjörlerinin doğrulama hesabı. En uygun ısı eşanjör modunun seçimi.

buharlaşma. Süreç ataması. Buharlaştırma proseslerinin ve aparatlarının sınıflandırılması. Tek buharlaşma: çalışma prensibi, avantajları ve dezavantajları. Çoklu buharlaşma: çalışma prensibi, avantajları ve dezavantajları. Isı pompası ile buharlaştırma.

evaporatörler. Evaporatörlerin sınıflandırılması. Zorla sirkülasyonlu evaporatörler: tasarım, avantajlar ve dezavantajlar. Film evaporatörleri: tasarımlar, avantajlar ve dezavantajlar.

Evaporatör seçimi. Sürekli çalışan bir evaporatör tesisinin hesaplanması. Evaporatör tesislerinin verimliliğini artırmanın yolları.

HESAPLAMA GÖREVİ ÇEŞİTLERİ

Görev 1

Boru boşluğunda A kütle akış hızında işlemi gerçekleştirmek için gerekli ısı değişim yüzeyini ve boru borulu ısı değiştiricinin borularının uzunluğunu, geçiş sayısı ile belirleyin. Isıtıcıdaki ve soğutucudaki soğutucunun sıcaklığı, orta basınçta ile arasında değişir. Evaporatör ve yoğuşturucuda, soğutucunun sıcaklığı, basınçta kaynama veya yoğuşma sıcaklığına eşittir.

Soğutucu halka şeklindeki boşluğa verilir. Evaporatör ve kondenserde sıcaklığı ile arasında değişir, sıcaklığı yoğuşma veya basınçta kaynama sıcaklığına eşittir.

Eşanjördeki toplam boru sayısı, boruların çapı 25x2,5 mm, gövde çapıdır. Ayrıca, aparatın hidrolik direncini belirlemek, ısı taşıyıcıların sıcaklıklarındaki değişikliklerin bir grafiğini ve bir borulu ısı eşanjörünün bir diyagramını çizmek de gereklidir. Problemi çözmek için ilk veriler Tablo 2.1'de verilmiştir.

Tablo 2.1

Kaydın son rakamı	soğutucu	Eşanjör tipi	Isı taşıyıcı parametreleri	Kaydın sondan bir önceki basamağı	Soğutma sıvısı akış hızı, kg/s	Isı eşanjörünün özellikleri
, 0 С	, 0 С	, MPa	, 0 С	, 0 С	, MPa
boru sayısı	Hareket sayısı	Gövde çapı, mm
	su/bifenil	buzdolabı			-			-		2,3			2,0
	Su buharı	buharlaştırıcı	-	-	1,0	-	-	2,6		4,6			0,8
	aseton/su	ısıtıcı			-			-					1,3
	klorobenzen/su	kapasitör	-	-	0,6			-		7,8			0,6
	Su/toluen	buzdolabı			-			-		3,4			1,0
	Metil alkol/su	ısıtıcı			-			-		6,4			1,4
	Naftalin/buhar	buharlaştırıcı	-	-	0,4	-	-	1,5		5,1			0,4
	amonyak/su	kapasitör	-	-	0,27			-		9,3			1,2
	Etil alkol/su	buzdolabı			-			-		3,7			0,6
	Karbon tetraklorür/su	ısıtıcı			-			-		5,8			1,0

FİZİKSEL SÜREÇLERİN ÖNEMİ VE SINIFLANDIRILMASI

V Endüstriyel ürünlerin üretiminde, kimyasal teknolojinin fiziksel süreçleri yaygın olarak kullanılmaktadır - hammaddelerin ezilmesi, sıvıların ve gazların boru hatlarından hareketi, ısıtma ve soğutma, homojen ve homojen olmayan sistemlerin ayrılması vb.

Üretimin herhangi bir aşamasında (hazırlık, ana veya nihai), fiziksel süreçler bir yardımcı veya ana işlevi yerine getirir.

Örneğin, petrolün işlenmek üzere hazırlanması aşamasında, petrolün boru hatlarından geçirilmesi işlemleri, heterojen sistemlerin ayrılması (çökeltme yoluyla petrolden kum, kil, su ve ilgili gazın çıkarılması, elektriksel dehidrasyon) ve yağın bir sıcaklığa ısıtılması işlemleri. kaynama noktası kullanılır. Yağın fraksiyonlara damıtılmasının ana aşamasında, damıtma, arıtma, soğutma ve buhar yoğuşması gerçekleşir. Son aşamada (rafine petrol ürünleri), katı ve sıvı emiciler kullanılarak safsızlıkları gidermek için sorpsiyon işlemleri kullanılır.

Fiziksel süreçlerin yaygın kullanımına ilişkin bu tür örnekler, herhangi bir endüstri için tipiktir. Bu nedenle, madencilik endüstrisinde - bu, mineral hammaddelerin ezilmesi ve öğütülmesi, atık kayaların yüzdürme, elektromanyetik veya diğer ayırma yoluyla uzaklaştırılması, metalurji - termal ve kütle transfer işlemlerinde (metal, termal ve kimyasal şarj ısıtma, eritme ve kristalizasyon) -çeliğin ısıl işlemi), makine mühendisliği ve radyo elektroniğinde - yapı ve boya malzemelerinin üretiminde, parça ve ürünlerin yüzeyinde erimiş metal buharlarının yoğunlaşması, Gıda Ürünleri- ince ve ultra ince öğütme, kurutma vb.

Atık suların ve zararlı safsızlıklardan kaynaklanan gaz emisyonlarının arıtılması ve ayrıca endüstriyel ve evsel atıkların geri kazanılması (kuru ve ıslak gaz temizleme, endüstriyel atıkların işlenmesi için reaktifsiz yöntemler vb.) .

Kimyasal teknolojinin fiziksel süreçleri, fiziksel ve mekanik (kırma, öğütme), hidromekanik (hareketli sıvılar ve gazlar, heterojen sistemlerin ayrılması), termal (buharların ısıtılması, soğutulması ve yoğunlaşması) ve kütle transferine (sorpsiyon, kristalizasyon, kurutma) ayrılır. , damıtma, doğrultma, ekstraksiyon, yarı geçirgen membranlar kullanarak homojen sistemlerin ayrılması).

FİZİKSEL SÜREÇ TÜRLERİ

Fiziksel ve mekanik süreçler

Bileme. Özellikle heterojen ve katı fazlı üretim süreçleri için kimyasal etkileşimlerin yoğunlaştırılması için endüstride Yapı malzemeleri, metaller, mineral gübreler vb. için mekanik öğütme ile elde edilen faz temas yüzeyini arttırmak son derece önemlidir. Öğütme işlemleri, maddenin ezilme, yarılma, aşınma veya darbe yoluyla orijinal yapısının bozulmasına indirgenir. Bağlı olarak Mekanik özellikler başlangıç ​​malzemeleri ve parçaların başlangıç ​​boyutları, çeşitli etki türleri uygulanır. Örneğin, sert ve kırılgan maddeler yarma, çarpma yoluyla ezilir ve plastik maddeler aşınmaya çok müsaittir. Malzeme ne kadar sert ve plastik olursa, öğütülmesi o kadar zor olur.

Öğütme, hem kuru hem de ıslak - suda veya diğer sıvılarda gerçekleştirilebilir, bu da toz oluşumunu ortadan kaldırır ve işlemin verimliliğini artırır. Öğütme makineleri, kaba, orta ve ince kırma kırıcılarının yanı sıra ince ve ultra ince öğütme değirmenlerine ayrılmıştır. Taşlama makineleri açık ve kapalı çevrimlerde çalışır; ikincisi, öğütme için enerji tüketimini önemli ölçüde azaltabilir ve işlemin verimliliğini artırabilir.

Termal süreçler

Farklı sıcaklıklardaki cisimler arasında meydana gelen ısı şeklinde enerji transferine ısı transferi denir. Herhangi bir ısı transfer sürecinin itici gücü, daha sıcak ve daha az ısıtılmış bir gövde arasındaki sıcaklık farkıdır. Temel olarak üç farklı ısı transferi yöntemi vardır: termal iletim, konveksiyon ve termal radyasyon.

Termal iletkenlik, birbirleriyle doğrudan temas halinde olan atomların ve moleküllerin rastgele termal hareketi nedeniyle ısı transferidir. Katılarda ısıl iletkenlik ana ısı transferi türüdür, gazlarda ve sıvılarda ise ısı yayma işlemi başka şekillerde de gerçekleştirilir. Termal iletkenlik katsayısı, maddenin doğası ve yapısından, malzemelerin sıcaklığından ve neminden vb. etkilenir; Metaller en yüksek ısı iletkenliğine sahiptir: çelik - 4,6, alüminyum-210, bakır - 380 W / (m K) ve en düşük - su - 0,6 W / (m K). Havanın ısıl iletkenliği 0,03 W/(m K).

Konveksiyon, gazların veya sıvıların makroskopik kısımlarının hareketi ve karıştırılması nedeniyle ısı transferi sürecidir. Isı transferi şu şekilde yapılabilir: doğal(serbest) konveksiyon, bir sıvı veya gazın hacminin farklı noktalarındaki yoğunluk farkından dolayı, bu noktalardaki sıcaklık farkından dolayı ortaya çıkar ve ayrıca zoraki bir gaz veya sıvının tüm hacminin mekanik hareketi sırasında konveksiyon.

Termal radyasyon, yayılan bir cismin atomlarının ve moleküllerinin termal hareketi nedeniyle oluşan farklı dalga boylarına sahip elektromanyetik salınımların yayılma sürecidir. Bu cisimler, diğer daha soğuk cisimler tarafından emilen ve ısıya dönüştürülen elektromanyetik enerji yayar.

Gerçek koşullarda, ısı yukarıdaki yöntemlerden herhangi biri ile değil, kombine bir yolla aktarılır. ısı transferi. Sürekli çalışan cihazlarda, ısı transferi sabit (sabit durum) modda, periyodik olanlarda - sabit olmayan modda ilerler. Isı transferinin verimliliği, ortalama sıcaklık farkı ile onları 1 m 2'lik bir alanla ayıran düz bir duvardan daha fazla ısıtılmış bir ortamdan daha az ısıtılmış bir ortama birim zamanda ne kadar ısı geçtiğini gösteren katsayıya bağlıdır. 1 ° ısı taşıyıcıları arasında. Ortalama sıcaklık farkı, ısı taşıyıcıların hareket yönüne bağlıdır. Isı akışlarının doğru hareket yönünün seçimi (ileri akış, ters akış, çapraz akış), ısı transfer sürecinin verimliliğini ve ısı tasarrufunu önemli ölçüde etkiler.

Sanayideki ana ısıl işlemler buhar, baca gazları, ısı taşıyıcılar ve elektrik akımı ile ısıtma işlemleri ile -200 °C'nin altındakiler de dahil olmak üzere soğutma işlemleridir.

Kütle transferi süreçleri

Kimya teknolojisinde büyük önem taşıyan, bir veya daha fazla maddenin bir fazdan diğerine geçişine dayanan kütle transfer süreçleridir. Endüstride kütle transfer prosesleri ağırlıklı olarak gaz (buhar) ile sıvı arasında, gaz ile katı arasında, katı ile sıvı arasında ve ayrıca iki sıvı faz arasında kullanılmaktadır. Bu işlemler şunları içerir: absorpsiyon, adsorpsiyon, damıtma ve rektifikasyon, kristalizasyon, kurutma vb.

Belirli bir sıcaklıkta kütle transfer hızı, moleküler difüzyonun yoğunluğuna, yani moleküllerin rastgele hareketi nedeniyle bir maddenin diğerine kendiliğinden nüfuz etme yeteneğine bağlıdır. Bir fazdan diğerine kütle aktarımı süreci, denge koşullarına ulaşılana kadar bu fazlardaki maddenin konsantrasyonlarının farklı olması nedeniyle gerçekleşir. Kütle transfer sürecinin itici gücü, verimliliği, fazların bileşimini belirlemek için kullanılan herhangi bir birimde ifade edilebilir, ancak çoğu zaman sürecin itici gücü, çalışma ve denge konsantrasyonları arasındaki fark açısından ifade edilir. sırasıyla birinci ve ikinci aşamalarda dağıtılmış bileşen. Bir fazdan diğerine aktarılan kütle miktarı arayüze, işlemin süresine ve konsantrasyon farkına bağlıdır.

Faz temas yüzeyini artırarak, akış hızını ve türbülansını artırarak ve ayrıca ortamın difüzyon direncini azaltarak (örneğin, absorpsiyon işleminde, absorpsiyon durumunda) kütle transfer işlemlerinin verimliliğinde bir artış elde edilebilir. az çözünür bir gaz). Aşağıdakiler, temel kütle aktarım süreçlerine örneklerdir.

Absorpsiyon, bir sıvı emici tarafından bir gaz veya buharın absorpsiyon işlemidir. Emilim, seçicilik (seçicilik) ile karakterize edilir, yani her madde belirli bir emici tarafından emilir. Bir bileşenin sıvı bir emici tarafından fiziksel absorpsiyonuna dayanan basit absorpsiyon ile özütlenen bileşen ve sıvı emici arasındaki kimyasal reaksiyonun eşlik ettiği kimyasal absorpsiyon arasında bir ayrım yapılır. Basit absorpsiyonun bir örneği, hidroklorik asit üretimidir, kimyasal absorpsiyon, sülfürik ve nitrik asitlerin, azotlu gübrelerin, vb. üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Emme, kolon tipi aparatlarda (paketlenmiş, plaka vb.)

Adsorpsiyon, bir gaz veya sıvı karışımından bir veya daha fazla bileşenin katı bir emici - bir adsorban tarafından emilmesi işlemidir. Absorpsiyon mekanizmasından farklı olan adsorpsiyon işleminin mekanizması, katı faz içeren diğer kütle transfer işlemlerinin mekanizmasına pratik olarak benzer. Adsorpsiyonun en evrensel teorisi, dengenin adsorban gözeneklerinin yapısına bağımlılığına bağlı olarak, emilen maddenin moleküllerinin adsorban ile çekiciliğini hesaba katan M. M. Dubinin tarafından geliştirilen mikro gözeneklerin hacimsel doldurulması teorisidir. Oldukça gelişmiş bir yüzeye ve yüksek gözenekliliğe sahip katı maddeler, adsorban olarak yaygın olarak kullanılır (aktif karbonlar, silika jeller, alumojeller, zeolitler - sulu kalsiyum ve sodyum alüminosilikatlar, iyon değişim reçineleri, vb.). Adsorpsiyon endüstride sıvıları ve gazları temizlemek ve kurutmak, çeşitli sıvı ve gaz halindeki maddelerin karışımlarını ayırmak, uçucu solventleri çıkarmak, berraklaştırma çözeltileri, su arıtma vb. için kullanılır. Adsorpsiyon kimyasal, yağ, boya ve vernik, baskı ve diğer endüstriler.

Damıtma ve rektifikasyon, iki veya daha fazla uçucu bileşenden oluşan sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılır ve bileşenlerin farklı kaynama noktalarına, yani aynı sıcaklıkta karışım bileşenlerinin farklı uçuculuğuna dayanır. Farklı kaynama noktalarına sahip sıvılardan oluşan ilk karışım kısmen buharlaştırılırsa ve ortaya çıkan buharlar yoğunlaştırılırsa, kondensat bileşiminde düşük kaynama noktalı bir bileşenin (LC) daha yüksek içeriği ve kalan ilk madde ile farklılık gösterecektir. karışım, düşük uçucu, yüksek kaynama noktalı bir bileşen (HC) ile zenginleştirilecektir. Bu sıvıya kalıntı, kondensat ise distilat veya rektifiye denir. Temelde iki farklı damıtma türü vardır: basit (tek) damıtma ve düzeltme.

Rektifikasyon, sıvının tekrar tekrar buharlaşmasına ve buharların yoğunlaşmasına dayalı olarak sıvı karışımlarının ayrılmasıdır. Düzeltmenin bir sonucu olarak, daha saf nihai ürünler. İşlem, kolon tipi aparatlarda gerçekleştirilir (örneğin, sürekli eylemin paketlenmiş ve tepsi damıtma kolonları, vb.). Damıtma ve arıtma işlemleri kimya ve alkol endüstrilerinde, ilaç üretiminde, petrol arıtma endüstrisinde vb. yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kristalizasyon, katı bir fazın kristaller şeklinde çözeltilerden veya eriyiklerden ayrılmasıdır. Kristalizasyon, kristalizasyon merkezlerinin (veya çekirdeklerinin) oluşumu ile başlar. Oluşum hızı sıcaklığa, karıştırma hızına vb. bağlıdır. Sıcaklık arttıkça kristal büyüme hızı artar, ancak bu daha küçük kristallerin oluşumuna yol açar ve genellikle işlemin itici gücünde bir azalmaya neden olur. Karıştırmadan yavaş büyümeleri ve çözeltilerin düşük derecelerde aşırı doygunluğu ile büyük kristallerin elde edilmesi daha kolaydır, ancak bu, kristalizasyon işleminin verimliliğini azaltır. bulma optimum hız kristalizasyon ve bu sürecin ana görevlerinden biridir.

Birkaç kristalleştirme yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır: soğutma ile kristalleştirme, çözücünün bir kısmının çıkarılmasıyla kristalleştirme ve ayrıca vakumla kristalleştirme. Kristalleştirme yöntemine bağlı olarak kesikli ve sürekli kristalleştiriciler kullanılır.

Kristalizasyon, metalurjik ve döküm proseslerinin temelini oluşturur, kaplamalar, mikro elektronikte kullanılan filmler elde edilir ve ayrıca kimya, ilaç, gıda ve diğer endüstrilerde kullanılır. Kristalizasyon, mineral tuzlar, gübreler, organik ve yüksek saflıktaki maddelerin üretimindeki son aşamadır. Endüstride özellikle önemli olan, metallerin eriyiklerden kristalleştirilmesi sürecidir.

Kurutma, çeşitli (katı, sıvı ve gaz) maddelerden nemin uzaklaştırılması işlemidir. Nem, buharlaştırma, süblimasyon, dondurma, yüksek frekanslı akımlar, adsorpsiyon vb. ile uzaklaştırılabilir. Bununla birlikte, ısı kaynağı nedeniyle buharlaşmayla kurutma en yaygın olanıdır. Nemin filtrasyon, santrifüjleme (%10 - 40 artık nem içeriği ile) ve ardından ısıyla kurutma yoluyla art arda uzaklaştırılması daha ekonomiktir.

Temaslı ve konvektif kurutma vardır. Temaslı kurutmada, aparatın duvarından kurutulan malzemeye ısı aktarılır. Konvektif kurutma, ısıtılmış havadan, baca gazlarından, aşırı ısıtılmış buhardan vb. ısının malzemeye doğrudan aktarılmasına dayanır.

Kurutma hızı, birim zamanda kurutulmuş malzemenin birim yüzeyinden uzaklaştırılan nem miktarı ile belirlenir. Kurutma hızı, uygulama koşulları ve enstrümantasyon büyük ölçüde kurutulan malzemenin doğasına, malzeme ile nem ilişkisinin doğasına, parçaların boyutuna, malzeme tabakasının kalınlığına, nem içeriğine bağlıdır. malzeme, dış faktörler (sıcaklık, basınç, nem) vb.

Yapı malzemeleri, mineral tuzlar, boyalar vb. üretiminde kullanılan geleneksel kurutucular, sürekli kurutucular (tambur, tünel, konveyör, pnömatik akışkan yatak) ve kesikli kurutuculardır (çukur, kabin, oda vb.). Akışkan yataklı sprey kurutucular en verimli olanlardır. Vakum, kızılötesi, kriyojenik, ultrasonik, mikrodalga kurutma, kurutulmuş malzemelerin kalitesini iyileştirmek, kurutma hızını artırmak ve teknik ve ekonomik göstergeleri iyileştirmek için kullanılır.

Tanıtım

Kimyasal teknoloji de dahil olmak üzere herhangi bir teknoloji, hammaddeleri bitmiş ürünlere dönüştürmek için kullanılan yöntemlerin bilimidir. Geri dönüşüm yöntemleri ekonomik ve çevresel olarak sağlam ve gerekçeli olmalıdır.

Kimya teknolojisi, 18. yüzyılın sonunda ortaya çıktı ve neredeyse 20. yüzyılın 30'larına kadar, bireysel kimya endüstrilerinin, ana ekipmanlarının, malzeme ve enerji dengelerinin bir tanımını içeriyordu. Kimya endüstrisinin gelişmesi ve kimya endüstrilerinin sayısındaki artışla birlikte, optimal kimyasal-teknolojik süreçlerin oluşturulması, endüstriyel uygulanması ve rasyonel işleyişi için genel kalıpların incelenmesi ve oluşturulması gerekli hale geldi. Kimya teknolojisinde, önce ham maddelerden, ardından adım adım oluşan ara ürünlerden nihai hedef ürün elde edilene kadar dönüşümün gerçekleştiği maddelerin akışlarının net bir şekilde belirlenmesi gerekir.

Kimyasal teknolojinin ana görevi, tek bir kombinasyonda bir araya getirmektir. teknolojik sistem fizikokimyasal ve mekanik işlemlerle çeşitli kimyasal dönüşümler: katı malzemelerin öğütülmesi ve ayrılması, heterojen sistemlerin oluşumu ve ayrılması, kütle transferi ve ısı transferi, faz dönüşümleri vb.

Mekanik süreçler, her aşamada yer aldıkları için üretimde ana yerlerden birini işgal eder. Bu çalışmada, en yaygın işleme - mekanik karıştırmaya özel bir yer verilmiştir. Üretimde proses şartlarına bağlı olarak çeşitli tasarımlarda karıştırma cihazlı (mikser) kaplar ve aparatlar kullanılmaktadır.

Çalışmanın temel amaçları, ana mekanik süreçlerin, karıştırma cihazlarının, bunların işleyişinin ve teknolojik amacının ayrıntılı bir çalışmasıdır.

Kimyasal teknolojinin mekanik süreçleri

Mekanik süreçler, aşağıdakilere dayalı süreçlerdir: mekanik darbeürün üzerinde, yani:

sıralama

İki tür ürün ayrımı vardır: organoleptik özelliklere (renk, yüzey durumu, kıvam) bağlı olarak sınıflandırma veya kalite ve boyuta göre ayrı fraksiyonlara ayırma (parçacıklara ve şekle göre sıralama).

İlk durumda, işlem, ürünlerin organoleptik muayenesi ile, ikincisinde - eleme ile gerçekleştirilir.

Safsızlıkları gidermek için eleme ile sıralama kullanılır. Eleme sırasında elek deliklerinden (geçiş) daha küçük olan ürün partikülleri deliklerden geçer, elek deliklerinden daha büyük partiküller ise atık olarak elek üzerinde kalır.

Eleme kullanımı için: damgalı delikli metal elekler; yuvarlak metal telin yanı sıra ipek, kapron iplikleri ve diğer malzemelerden elekler.

İpek elekler oldukça higroskopiktir ve nispeten çabuk aşınır. Naylon, sıcaklık, havanın bağıl nemi ve elenmiş ürünlerdeki değişikliklere karşı duyarsızdır; kapron ipliklerin mukavemeti ipekten daha yüksektir.

Bileme

Öğütme, daha iyi teknolojik kullanım amacıyla işlenmiş ürünün mekanik olarak parçalara ayrılması işlemidir. Hammaddenin tipine ve yapısal ve mekanik özelliklerine bağlı olarak, esas olarak iki öğütme yöntemi kullanılır: kırma ve kesme. Nem oranı düşük ürünlere, kesme - yüksek nemli ürünlere maruz kalır.

Büyük, orta ve ince öğütme elde etmek için kırma, öğütme makinelerinde, ince ve koloidal - özel kavitasyon ve kolloidal değirmenlerde gerçekleştirilir.

Kesim sürecinde, ürün belirli veya keyfi bir şekle (parçalar, katmanlar, küpler, çubuklar, vb.) Parçalara ve ayrıca ince bölünmüş ürün türlerinin hazırlanmasına bölünür.

Mekanik mukavemeti yüksek katı ürünlerin taşlanması için şerit ve daire testere ve kesiciler kullanılmaktadır.

presleme

Ürünleri presleme işlemleri esas olarak onları iki fraksiyona ayırmak için kullanılır: sıvı ve yoğun. Presleme işlemi sırasında ürünün yapısı bozulur. Presleme, sürekli vidalı presler (çeşitli tasarımların aspiratörleri) kullanılarak gerçekleştirilir.

Karıştırma

Karıştırma, karışımın parçacıkları arasındaki yüzey etkileşimindeki artıştan dolayı termal biyokimyasal ve kimyasal süreçlerin yoğunlaşmasına katkıda bulunur. Karışımların kıvamı ve fiziksel özellikleri karıştırma süresine bağlıdır.

Dozlama ve şekillendirme

İşletmelerin ürünlerinin üretimi ve piyasaya sürülmesi, GOST'lere veya TU'lara veya dahili teknolojik karatlara ve reçete koleksiyonlarına, hammadde ve çıktıların döşenmesi normlarına göre gerçekleştirilir. bitmiş ürün(kütle, hacim). Bu bakımdan ürünü porsiyonlara ayırma (dozlama) ve belli bir şekil verme (kalıplama) işlemleri esastır. Dozajlama ve şekillendirme işlemleri üretime bağlı olarak manuel veya makinelerle yapılmaktadır.

Sıcaklık- cisimler farklı sıcaklıklarla etkileşime girdiğinde meydana gelen enerji transferi şekli (J)

Farklı sıcaklıklardaki cisimler arasında gerçekleşen ısı transferine ne ad verilir? ısı değişimi

Isı akışı - birim zaman başına aktarılan ısı miktarı (J / s \u003d W)

Isı akısı yoğunluğu (Q) - birim zamanda birim yüzey alanından geçen ısı akısı

itici güç daha fazla ve daha az ısıtılan cisimler arasındaki sıcaklık farkıdır

gövdeısı transferine katılanlara soğutucu denir.

Üç tür ısı transferi vardır:

Termal iletkenlik - termal hareket nedeniyle ısı transfer süreci ve mikropartiküllerin etkileşimleri , birbirleriyle doğrudan temas halinde

konveksiyon Bir gaz veya sıvının makroskopik hacimlerinin hareketi ve karışması nedeniyle ısı transferi olarak adlandırılır.

Termal radyasyon - yayılan bir cismin atomlarının ve moleküllerinin termal hareketi nedeniyle farklı dalga boylarında elektromanyetik salınımların yayılma süreci

Teknolojinin amaçlarına bağlı olarak, aşağıdaki termal süreçler meydana gelir:

a) tek fazlı ve çok fazlı ortamların ısıtılması ve soğutulması;

b) kimyasal olarak homojen sıvıların ve bunların karışımlarının buharlarının yoğunlaşması;

c) suyun buhar-gaz ortamına buharlaştırılması (hava nemlendirmesi, malzemelerin kurutulması);

d) kaynayan sıvılar.

İletim yoluyla ısı transferi

Termal iletkenlik Termal hareket ve birbirleriyle doğrudan temas halinde olan mikropartiküllerin etkileşimi nedeniyle vücudun çok ısınan bölgelerinden daha az ısınan bölgelere ısı transferidir.

sıcaklık alanı- belirli bir zamanda vücudun tüm noktalarındaki bir dizi sıcaklık.

Termal iletimle ısı transferi süreci şu şekilde açıklanmaktadır: Fourier yasası,ısı miktarına göre dQ, bir yüzey elemanı aracılığıyla iletim yoluyla iletilir dF, zaman boyunca ısı akışına dik dτ sıcaklık gradyanı ile orantılı dt/dn, yüzeyler dF ve zaman dτ

λ – vücudun termal iletkenliği, W/(m K)

Sıcaklık, izotermal yüzeye normalin birim uzunluğu başına 1 derece düştüğünde, bir birim ısı değişim yüzeyinden birim zaman başına ısı iletimi ile ne kadar ısı transfer edildiğini gösterir.

Konvektif ısı transferi (ısı transferi) -ısıyı bir duvardan gazlı (sıvı) bir ortama veya ters yönde aktarma işlemi.

Isı transferi, konveksiyon ve ısı iletimi ile aynı anda gerçekleşir.

Oluşumun doğasına göre, 2 tip konveksiyon ayırt edilir:

Bedava yerçekimi alanındaki ortamın ısıtılmış ve soğuk parçacıklarının yoğunluklarındaki fark nedeniyle;

zoraki pompa, fan olduğunda oluşur

Newton-Richmann konvektif ısı transferi yasası- duvarın ısıtılan yüzeyinden çevreye olan ısı akışını belirlemenizi sağlar. ortam veya ısıtılmış bir ortamdan duvar yüzeyine

veya α - duvar ve sıvı arasındaki 1 derecelik bir sıcaklık farkında 1 saniye boyunca duvar yüzeyinin 1 m2'sinden sıvıya ne kadar ısı aktarıldığını gösteren ısı transfer katsayısı

Fourier-Kirchhoff diferansiyel denklemi- ısı sağlandığında hareketli bir sıvıdaki sıcaklık dağılımını karakterize eder

Bu denklem sadece nadir durumlarda çözülebilir, bu nedenle benzerlik teorisini kullanır ve benzerlik kriterlerini türetirler. Konvektif ısı transferi, m / s benzerlik kriterlerinin bağımlılığı şeklinde genelleştirilmiş bir denklem şeklinde yazılmıştır.

termal benzerlik

Nusselt kriteri:

Isı transferinin benzerliği için gerekli koşullar, r'nin gözlenmesidir. hidrodinamik ve geometrik benzerlik . Birincisi, kriterlerin eşitliği ile karakterize edilir. Tekrar benzer akışların benzer noktalarında, ikincisi - duvarın ana geometrik boyutlarının oranının sabitliği ile L1,L2,…,Ln bazı karakteristik boyuta

Konvektif ısı transferinin kriter denklemi

termal radyasyon - yayılan cismin atomlarının ve moleküllerinin termal hareketi nedeniyle farklı dalga boylarında elektromanyetik salınımların yayılma süreci

Kirchhoff'un radyasyon yasası

Herhangi bir cismin emisyonunun emiciliğine oranı, belirli bir sıcaklıkta belirli bir frekans için tüm cisimler için aynıdır ve şekillerine ve kimyasal yapılarına bağlı değildir.

Tanım olarak, kesinlikle siyah bir cisim, üzerine düşen tüm radyasyonu, yani onun için emer. Bu nedenle, fonksiyon, Stefan-Boltzmann yasası tarafından tanımlanan kesinlikle siyah bir cismin emisyonu ile örtüşür, bunun sonucunda herhangi bir cismin emisyonu sadece emme kapasitesine dayalı olarak bulunabilir.

Düz bir duvardan ısı transferi

Isı transferi- bu, ısıyı daha fazla ısıtılmış bir sıvıdan daha az ısıtılmış bir sıvıya (gaza) bir yüzey veya onları ayıran katı bir duvar yoluyla aktarma işlemidir.

ısı miktarı Q sıcaklığa sahip sıcak bir soğutucudan birim zamanda iletilen t1 sıcaklıkla soğuğa t2 onları ayıran bir duvardan δ ve termal iletkenlik λ. Duvar yüzey sıcaklıkları tst1 ve tst2 sırasıyla. Sıcak soğutma sıvısı için ısı transfer katsayıları α1, ama soğuk – a2.

Isı transfer sürecinin sabit olduğunu varsayıyoruz.

Isı değişim süreçlerinin itici gücü

Isı transfer sürecinin itici gücü, ısı taşıyıcıların sıcaklık farkıdır.

En basit ısı transferi durumlarında - eş akım ve karşı akım, ortalama sıcaklık farkı, ortalama logaritmik olarak Grashof denklemi ile belirlenir.

İleri akış için: