Глава 1

1.1. Классификация основных процессов химической технологии

К одним из важнейших принципов науки о процессах и аппаратов химической технологии относятся теоретические и технологические обобщения и выявление основных физико-химических аналогий процессов. По общепринятой классификации, основанной на кинетических закономерностях процессов различают:

1. Гидромеханические процессы – скорость которых определяется основными законами гидродинамики.

(1)

j_r – скорость гидромеханических процессов, V – объем протекающей жидкости, F – площадь сечения аппарата, – время, K₁ – коэффициент скорости процесса ( величина, обратная гидравлическому сопротивлению R₁ ), p – перепад давлений являющейся движущей силой процесса.

К этим процессам относятся:

1. Разделение жидких систем, это процессы:

1.1.1 - гидроклассификации

1.1.2 – отстаивания

1.1.3 – фильтрования

1.1.4 – центрифугирования

1.1.5 - флотации

1.2 Разделение газовых неоднородных систем, это процессы:

1.2.1 – пневпоклассификации

1.2.2 – осаждения

1.2.3 – фильтрования газов

1.2.4 – промывания газов

1.3 Образование неоднородных систем, это процессы:

1.3.1 – перемешивания

1.3.2 – диспергирования

1.3.3 – псевдосжижения ( сыпучий материал ведет себя как жидкость )

1.4 Перемещение жидких систем, это процессы:

1.4.1 – нагнетания

1.4.2 – гидротранспорта

1.5 Перемещение и сжатие газовых систем, это процессы:

1.5.1 – компримирования

1.5.2 – вакуумирования

1.5.3 – пневмотранспорта

2. Тепловые процессы – скорость которых определяется законами теплопередачи

(2)

где j_t – скорость тепловых процессов; Q – количество переданного тепла, F – поверхность теплообмена, K₂ - коэффициент теплопередачи ( величина обратная термическому сопротивлению R₂ )  t – средняя разность температур между обменивающимися теплом материалами, являющимися движущей силой процесса).

К теплообменным процессам относятся:

2.1 Тепловые процессы без изменения агрегатного состояния, это процессы:

2.1.1 – нагревания

2.1.2 – охлаждения

2.1.3 – прокаливания

2.1.4 – спекания

2.2 Тепловые процессы с изменением агрегатного состояния, это процессы:

2.2.1 – конденсации

2.2.2 – сухая конденсации

2.2.3 – выпаривания

2.2.4 – испарения

2.2.5 – отвердевания

2.2.6 – плавления

2.3 Холодильные процессы, это процессы:

2.3.1 – умеренного охлаждения

2.3.2 – глубокого охлаждения

3.0 Массобменные (диффузиные процессы) – скорость которых определяется скоростью перехода вещества из одной фазы в другую

(3)

j_m - скорость массообменных процессов, M – количество вещества перенесенного из одной фазы в другую, F – поверхность контакта фаз, K₃ - коэффициент масссопередачи (величина обратная диффузному сопротивлению; c – разность между равновесной и рабочей кондициями вещества в фазах, являющаяся движущей силой процесса.

К массообеным процессам относятся:

3.1 – тепло-массообменные процессы, это процессы:

3.1.1 – зонной плавки

3.1.2 – кристаллизации

3.1.3 – сушки

3.1.4 – сублимации (возгонки)

3.1.5 – дистиляции и ректификации

3.1.6 – растворения

3.1.7 – увлажнения

3.1.8 – набухания

3.2 - сорбционные процессы, это процессы:

3.2.1 – абсорбции

3.2.2 – адсорбции

3.2.3 – десорбции

3.2.4 – ионного обмена

3.3 - экстракционные процессы, это процессы:

3.3.1 – экстрагирования из твердых веществ (выщелачивание)

3.3.2 – экстрагирования из жидкостей (жидкостная экстракция)

3.4 - мембранные и электродиффузионные процессы, это процессы:

3.4.1 – обратного осмоса

3.4.2 – электроосмоса

3.4.3 – диализа

3.4.4 – электродиализа

3.4.5 – ультрафильтрации

3.4.6 – электродиализа

3.4.7 – мембранного испарения

3.4.8 – газовой диффузии

Механические процессы, скорость которых определяется законами физики твердого тела.

К механическим процессам относятся:

4.1 - разделение твердых тел, это процессы:

4.1.1 – сортирования

4.1.2 - грохочения

4.1.3 – магнитной сепарации

4.1.4 – электросепарации

4.2 - измельчение, это процессы:

4.2.1 – дробления

4.2.2 – размола

4.2.3 - разпыления

4.2.3 – чешуеобразования

4.2.4 –дефибрирования

4.3 - смешивание

4.4 - формообразование, это процессы:

4.4.1 – гранулирования

4.4.2 – прессования

4.4.3–кландрирования (ткань обрабатывают горячим паром - для усадок)

4.4.4 – экструдирование ( продавливание через мелкие отверстия )

4.4.5 – литье

4.4.6 – формование

4.4.7 – фомрование химических волокон

4.5 - дозирование, это процессы:

4.5.1 - дозирования при неравномерном питании

4.5.2 - равномерного дозирования

Химические процессы, связанные с превращением веществ и изменением их химических свойств, скорость этих процессов определяется закономерностями химической кинетики

(4)

где j_x - скорость химических процессов, М – количество прореагировавшего в химическом процессе вещества, V_p - объем реактора, K₄ – скорость химического процесса, - функция концентраций реагирующих веществ, являющаяся движущей силой процесса.

В основе данной классификации заложен общий принцип – скорость процесса, прямо пропорциональна движущей силе процесса и обратно пропорциональна сопротивлению.