1. Классификация и кинетические закономерности основных процессов химической технологии.

а) Гидромеханические процессы: скорость описывается законами гидродинамики.

К ним относятся: отстаивание; осаждение в центробежном поле; осаждение под действием электростатических сил; центрифугирование; фильтрование; псевдоожижение; перемешивание в жидких средах.

Где: -мгновенная скорость процесса; -объем среды; -площадь поверхности; -время; -разность давлений.

б) Тепловые процессы: скорость описывается законами термодинамики.

К ним относятся: нагревание; охлаждение; конденсация; выпаривание.

в) Массообменные процессы: (диффузионные) скорость определяется законами массообмена.

К ним относятся: абсорбция; адсорбция; жидкостная экстракция; ректификация; кристализация.

Скорость теплообменных процессов можно рассмотреть как перенос массы.

Поверхность контакта фаз dF как правило меняется в ходе самого процесса.

г) Химические процессы (определяются законами кинетики):

д) Механические процессы : скорость определяется законами физики твердого тела.

К ним относятся: дробление; измельчение; дозирование; классификация ТВ. материалов.

, К – коэф-т пропорциональности

Для стационарных процессов:

Классификация по организации процесса: периодические (происходят в одном месте и различным временем производства), непрерывные (различное единство времени и различное место выполнения отдельных стадий.)

Классификация по аппаратам: полного смешения, полного вытеснения, промежуточного типа.

2) Осаждение под действием электрического поля. Трубчатый электрофильтр.

Электроосаждения разделяют в дыму и в тумане.

В соответствии с назначением различают: сухие электроосадители (для дымов), мокрые электроосадители (для туманов).

Принцип работы заключается в: 1) происходит ионизация воздуха, воздух разделяется на «+» и «-» электроны. 2) электроны скапливаются на частицах дисперсной фазы, соответственно частицы становятся «-». 3) Отрицательные частицы движутся к «+» катоду и соотв. отдают заряд и по поверхности понижаются.

2 способа ионизации воздуха: - несамостоятельная ионизация (на воздух воздействует внешняя сила (рентген или ультрафиолет) в результате воздух ионизируется).

- самостоятельная ионизация (возникает в том случае, когда разница потенциалов очень высокая, например гроза)

Существует 2типа электроосадителя: -трубчатые; -пластинчатые.

Электрофильтры по форме электродов делятся на трубчатые и пластинчатые. Трубчатые:

1-осадительный (трубчатый) электрод; 2-коронирующий электрод; I-запыленный газ; II-очищенный газ; III-пыль.

Запыленный газ поступает в аппарат через газоход и распределяется по трубчатым электродам 1, внутри которых находятся коронирующие электроды 2. Осаждающиеся на внутренней поверхности трубчатых электродов частицы стряхиваются ударным приспособлением и собираются в нижней части аппарата. Очищенный газ удаляется через газоход.

Какой ток в электроосадителе? – постоянный.

В электроосадителе однородное поле? – поле неоднородное.

Основная расчетная величина – w_ос.

G_T, A – этих сил нет, т.к. благодаря им частица практически не осаждается. Fэ-электростатическая сила. Fэ=n*e*E_x.

E_x-градиент потенциала электрич. поля на расстоянии х от оси коронирующего электрода.

R-сопротивление движению частицы: . Будем считать, что режим ламинарный: φ=24/Re

. Чем меньше диаметр частиц d, тем меньше . Для трубчатых электроосадителей w_{движения газа}=0,75-1,5 м/с. Для пластинчатых: 0,5-1,0 м/с

3) Выпарной аппарат с принудительной циркуляцией раствора. Аппараты, предназначенные для проведения тепловых процессов, называют теплообменными. Из большого числа конструкций выпарных аппаратов преимущественное трубчатые выпарные аппараты, теплообменное устройство которых выполнено в виде трубчатого теплообменника. С одной стороны стенок труб находится выпариваемый раствор, с другой – теплоноситель, подводящий тепло.

1-греющая камера, 2-сепаратор (для отделения жидкости от пара), 3-циркуляционная труба, 4-циркуляционный насос, I-исходный раствор, II-упаренный раствор, III-греющий пар, IV-конденсат, V-вторичный пар.

Раствор подается на выпаривание в греющую камеру 1 циркуляционным насосом 4. Часть упаренного раствора выводится из сепаратора 2 в виде продукта, а основной поток возвращается по циркуляционной трубе 3 во всасывающую линию циркуляционного насоса, где смешивается с исходным раствором. В кипятильных трубах выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией скорость движения раствора равна 1,5-3,5 м/с. При таких скоростях коэф-ты теплоотдачи в 3-4 раза выше, чем при естественной циркуляции. Кроме того, не происходит загрязнения поверхности кипятильных труб. В этих аппаратах можно выпаривать вязкие растворы при небольших разностях температур между греющим паром и раствором, т.к. интенсивность циркуляции не зависит от температурного режима в аппарате, а определяется производительностью циркуляционного насоса.

Недостатки: необходимость расходовать энергию на работу циркуляционного насоса; более сложное оборудование, чем аппаратов с естественной циркуляцией раствора.