Выбор числа корпусов

Практически выбор числа корпусов наиболее рационально проводить исходя из технико-экономических соображений. С увеличением числа корпусов достигается все большая экономия греющего пара и снижается общая стоимость пара, необходимого для выпаривания (эксплуатационные расходы). Одновременно с увеличением числа корпусов, возрастают капитальные затраты и соответственно расходы.

Условно зависимость капитальных и эксплуатационных затрат от числа корпусов можно изобразить:

Стоимость капитальных вложений и эксплуатационные затраты, определяют суммарные затраты. Минимум этих затрат соответствует оптимальному числу корпусов.

Вспомогательное оборудование выпарной установки

Т ехнологическая схема однокорпусной установки

ВЗ₁₆

–T7 – T7– Насыщенный водяной пар;

–В4 – В4– Вода оборотная (подача);

–T8 – T8– Конденсат;

АВ – Аппарат выпарной;

Т – Теплообменник;

КБ – Конденсатор барометрический;

Е_1-2 – Емкости для исходного и упаренного продуктов;

Н_1-2 – Насос;

В3_1-16 – Вентиль запорный;

ВР – Вентиль регулировочный;

КО_1-2 – Конденсатоотводчик.

Конденсатор барометрический

Конденсация пара (газа) может быть осуществлена путем охлаждения пара, либо посредством охлаждения и сжатия одновременно. Охлаждение можно проводить как водой, так и холодным воздухом.

Объем конденсата в тысячу и более раз меньше объема пара, из которого он образуется. В результате в конденсаторе создается разряжение, которое увеличивается с уменьшением температуры.

В химических производствах обычно не требуется получать чистый конденсат водяного пара для его последующего использования. Поэтому широко распространены конденсаторы смешения.

Наиболее распространенной конструкцией конденсатора смешения является полочный барометрический конденсатор, работающий при противоточном движении охлаждающей воды и пара.

Барометрическая труба и ящик играют роль гидравлического затвора, препятствующего прониканию наружного воздуха в аппарат.

Модуль 4 массообменные процессы Лекция №7

Общие сведения.

Равновесие массообменных систем.

Основные законы массопередачи.

Технологические процессы, скорость которых определяется скоростью переноса вещества (массы) из одной фазы в другую, называют массообменными процессами (диффузионными), а аппараты, предназначенные для проведения этих процессов, – массообменными аппаратами.

В большинстве случаев производственные установки химической технологии создают по следующей схеме:

Исходное сырье поступает в реактор, где частично превращается в продукты реакции. Реакционная смесь, состоящая из продуктов реакции и непрореагировавшего сырья направляется в массообменную разделительную аппаратуру, где происходит их разделение. Непрореагировавшее сырье возвращается обратно в реактор.

Опираясь на схему можно сказать, что между реакционными и разделительными аппаратами существует тесная связь, которая подчиняется общему закону: чем меньше нагрузка на реактор (т.е. чем меньше превращение исходного сырья), тем будет больше нагрузка на разделительный аппарат, и наоборот.

Оптимальное сочетание этих нагрузок приводит к минимальным производственным затратам или к оптимизированному процессу.

Наиболее распространенными в химической промышленности являются следующие разделительные массообменные процессы:

Абсорбция – это процесс поглощения вещества одного или нескольких газообразных молекул жидкостью, т.е. ; Наиболее широко используется для разделения технологических газов и очистки газовых выбросов. (Пример производство кислот, получение бензола из коксового газа, улавливание вредных газов Н₂S, СО и др.)

Процесс, обратный абсорбции, т.е. выделение растворенного газа из жидкости, называют десорбцией.

Адсорбция – это процесс поглощения компонента газа, пара или раствора твердым пористым поглотителем, т.е. ; Применяется для очистки и осушки газов, очистки и осветления растворов, извлечение летучих растворителей из их смеси с воздухом.

Перегонка и ректификация – это процесс разделения жидких гомогенных смесей на компоненты при взаимодействии потоков жидкости и пара, полученного испарением разделяемой смеси. ; Применяется в производстве органического синтеза, спиртовой и нефтянной промышленности.

Экстракция – извлечение вещества, растворенного в жидкости, другой жидкостью ; Например из ткани растительного сырья, используется в лесохимической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Сушка – удаление влаги из твердых материалов, путем ее испарения. ;

Кристаллизация – выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. ; Получение веществ в чистом виде.

Перечисленные процессы называются разделительными.

При анализе массообменных процессов будем исходить из условия состояния границы контакта фаз, что существенно различает механизмы процессов переноса массы. По этому принципу массообменные процессы подразделяют на массопередачу:

1. в системах со свободной границей раздела фаз (газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость- жидкость);

2. в системах с неподвижной поверхностью контакта фаз (системы газ-твердое тело, пар-твердое тело, жидкость-твердое тело);

3. через полупроницаемые перегородки (мембраны).

Процессы массопередачи обычно обратимы, причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиях равновесия.