8) Теплові процеси у хім виробництвах

9,10)Масообмінні прроцеси у хім виробни: ректифікація, екстракція, сушіння,адсорбція, абсорбція

В хімічній технології широко застосовують масообміні процеси:

абсорбцію;

екстракцію;

ректифікацію;

адсорбцію;

сушку;

кристалізацію.

Абсорбція—вибіркове поглинання газів або парів рідким поглиначем

(абсорбентом). Цей процес представляє собою перехід речовини з газової або

парової фази в рідку.

Екстракція—витяг розчиненої в одній рідині речовини іншою рідиною,

або витяг речовини з твердої фази в рідку. Цей процес представляє собою

перехід речовини з однієї рідкої фази в іншу.

Ректифікація—розділення рідкої суміші на компоненти шляхом проти-

течійної взаємодії потоків пару і рідини. Цей процес включає переходи

речовини з рідкої в парову і з парової в рідку.

Адсорбція—вибіркове поглинання газів, парів або розчинених в рідині

речовин поверхнею пористого твердого поглинача (адсорбента), здатного

поглинати одну або декілька речовин із їх суміші. Цей процес представляє

собою перехід речовини з газової, парової або рідкої фаз в пористий твердий

матеріал.

Сушка—видалення вологи з твердих вологих матеріалів шляхом її

випаровування. Цей процес представляє собою перехід вологи з твердого

вологого матеріалу у парову або газову фазу.

Швидкість перерахованих процесів визначається швидкістю переходу

речовини з однієї фази в іншу (швидкістю масопередачі).

В більшості процесів масопередачі беруть участь три речовини:

1. Розподіляюча речовина, яка складає першу фазу;

2. Розподіляюча речовина, яка складає другу фазу;

3. Речовина, що розподіляється, переходячи з однієї фази в другу.

Розподіляючі речовини не беруть участі в процесі масопередачі і є

тільки носіями речовини, що розподіляється.

Масообмінні процеси зворотні, тобто речовина, що розподіляється, може переходити з однієї фази в іншу в залежності від концентрації цієї речовини в обох фазах і умов рівноваги.

Процес масообміну між фазами.

Розрізняють два основних види процесів масопередачі

1. масообмін між рідиною і газом (парою) або між двома незмішуючими

рідинами;

2. масообмін між твердим тілом і рідиною, газом або парою.

Перенос речовини в обох фазах здійснюється шляхом молекулярної

дифузії (тобто дифузії молекул через шар носія) і шляхом конвективної

дифузії (тобто рухаючими частинками носія і речовини, що розподіляється).

При молекулярній дифузії, згідно закону Фіка, кількість дифундуючої

через шар речовини рівна

М = 

ш Д F кг (4.23)

де Д – коефіцієнт пропорціональності, який називають коефіцієнтом

дифузії;

F – поверхня шару, через який дифундує речовина, м2;

Δш – зміна концентрації по товщині шару, кг/м3

τ – час, с;

δ – товщина шару, м.

Рівняння (4.23) називається рівнянням дифузії. Коефіцієнт дифузії Д має розмірність м2/с. Його виражають також в м2/год. Для перерахунку величини коефіцієнта дифузії з м2/год в м2/с необхідно поділити даний коефіцієнт на 3600. Коефіцієнт дифузії залежить від властивостей дифундуючого компо- ненту і середовища, в якому відбувається дифузія, а також від температури і тиску.

При конвективній дифузії, кількість речовини, що переноситься за

одиницю часу з фази, що віддає речовину, до поверхні розділу фаз (або від поверхні розділу фаз у фазу, що приймає цю речовину) пропорційна поверхні F і різниці концентрацій Δчаст. речовини, що розподіляється у фазі і біля поверхні розділу:

М = β F Δчаст. кг/с (4.24)

Різниця концентрацій Δчаст. є частковою рушійною силою процесу.

Коефіцієнт пропорціональності β називається коефіцієнтом масовіддачі.

Він залежить від гідродинамічних, фізичних і геометричних факторів і

визначається експериментально з обробкою даних за допомогою теорії

подібності.

11)хімічна рівновага в хіміко-технолог процесах. застосуваая принцип ле-шателье

12)термодинамічна параметри хім-технологічних процесів.

15)механізми впливу каталізаторів на хім реакцію

17)вимоги до контактної маси та її складу

19) використання води і хіміко-технологічних процесах

20)вимоги до якості води в промисловості

Вимоги до якості води встановлюються в залежності від вимог технологічного процесу та схеми виробництва. Основною вимогою є те, щоб вода, яка використовується, не порушувала санітарно-гігієнічного стану робочих місць і технологічного процесу виробництва. У зв’язку з цим, вода:

1. повинна бути нешкідлива для обслуговуючого персоналу;

2. не повинна погіршувати якість продукції;

3. не повинна викликати корозії;

4. не повинна давати карбонатних та інших сольових відкладень і не викликати біологічного заростання;

5. не повинна погіршувати техніко-економічні показники виробничного процесу.

В залежності від цільового призначення вода на технологічні потреби промислових підприємств повинна відповідати самим різноманітним вимогам. Ці вимоги авжеж нижчі за вимоги ГОСТ 3874-83 “Вода питна” і таку воду називають технічною, тобто не придатною для пиття. Однак для ряду виробництв за деякими показниками ці вимоги можуть бут значно вище, оскільки для багатьох галузей промисловості виключно важливе значення має додержання вимог відносно змісту у воді різних речовин. Так, наприклад,

• у воді, яку використовують для виготовлення кіно- і фотоматеріалів, не повинно бути марганцю, заліза, кремнієвої кислоти, концентрація хлоридів не повинна бути високою;

• жорсткість води для виготовлення розчинів кислот та луг, мила, барвників – не повинна перевищувати 0,35 мг-екв/л;

• вода, яка використовується для промивних цілях, не повинна містити речовини, які негативно впливають на матеріал, що промивається.

Більша частина води, яка подається на потреби промислових підприємств використовується в охолоджуючих системах прямоточного або оборотного водопостачання. Вимоги до якості води визначаються з умов її використання в конкретних технологічних схемах з урахуванням специфіки виробництва. Усі вимоги зводяться до забезпечення високоефективної роботи теплообмінного обладнання. При цьому на поверхні охолоджуючих елементів не повинно виникати корозійних процесів та утворення сольових механічних або біологічних відкладень. Інакше будуть порушені умови теплопередачі, збільшаться енергетичні витрати, погіршаться експлуатаційні характеристики системи та буде відбуватися руйнування конструкційних матеріалів. Природні води, які використовуються в системах технічного водопостачання і в яких не відбувається сольових відкладень, тобто не випадають солі карбонатної жорсткості при температурі 40-60°C, прийнято називати термостабільними. Карбонатна жорсткість цих вод не перевищує 4 мг-екв/л для прямоточного водопостачання, та 2-3 мг-евк/л –для оборотного. ^ Обмежено термостабільними називають води, якщо утворення карбонатних відкладень відбувається при накопиченні солей кальцію.  Не термостабільні води –це коли при нагріванні води відразу утворюються відкладення. В практиці водопідготовки стабільною прийнято називати воду, яка при визначеній температурі не здібна виділяти нерозчинні сполуки карбонату кальцію та не є агресивною, тобто не руйнує конструкційні матеріали.