1. Суспензияны сұйық және қатты фазаға ажырату аппаратурасы.

Дәріс №14.

Жылуалмасу және массаалмасу үдерістері мен қондырғылары

Жоспар:

1. Жылуалмасу үдерісінің қондырғылары.

2. Массаалмасу үдерісінің қондырғылары.

Химиялық аппараттарға жылуды беріп алудың өндірістік тәсілдері. Химия өндірісінде жылу алмастырғыш аппараттарынан өтетін сұйықтар мен газдарды қыздыру және суыту, буларды конденсациялау жылу үдерістері кеңінен таралған. Үдерісті жүргізудің температуралық және басқада шарттарына байланысты қыздырудың әртүрлі тәсілдері қолданылады.

Су буымен қыздыру. Қыздырудың ең кең пайдаланылатын тәсілдерінің бірі-қаныққан су буымен 10-12 атм абсолютті қысымдарда қыздыру. Жоғары қысымдағы буды пайдалану қымбат тұратын аппараттарды қолдануды қажет етеді. Мұндай қысымға сәйкес қаныққан су буымен қыздыру 180⁰-190⁰С температурамен шектеледі.

«Өткір» бумен қыздыру. «Өткір» бумен қыздыруда , егер қыздырылатын ортамен бу конденсатын араластыруға болатын болса, су буы тікелей қыздырылатын сұйыққа беріледі. Бу конденсацияланып, жылуын қыздырылатын сұйыққа береді, ал конденсат сұйықпен араласып кетеді.

Егер қыздырылумен қатар сұйықты араластыру қажет болса, онда бу барботерлер арқылы беріледі. Барботер-аппараттың түбіне сұйық ішіне спираль немесе сақина түрде орнатылған тесіктері бар құбырлар.

«Тұйық» бумен қыздыру. Егер қыздырылатын сұйықпен буды жанастыруға болмайтын болса, онда «тұйық» бумен қыздыру қолданылады. Бұл жағдайда сұйық бумен олардың бөлетін қабырғалары бар көйлекті, ирек құбырлы аппараттарда қыздырады.

Қыздыратын «тұйық» бу толық конденсацияланып, бу кеңістігімен конденсат түрінде шығарылады. Конденсат температурасын қаныққан қыздырушы бу температурасына тең деп алуға болады.

Пеш газдарымен қыздыру. Түтін немесе пеш газдары ең ескіден қолданылатын қыздыру агенттерінің қатарына жатады. Бұл тәсілмен 1000-1100⁰С дейін қыздыруға болады. Түтін газдары қатты, сұйық және газ тәрізді отындары (көбінесе атмосфералық қысымда) әртүрлі қазандықтар мен пештерде жағу арқылы алады.

Жоғары температуралық жылу тасымалдағыштармен қыздыру. Химиялық технология үдерістерінде жиі жоғары температуралы жылу тасымалдағыштармен қыздыру пайдаланылады. Жылу тасымалдағыштар әдетте жылуды пеш газдарынан немесе электр тогынан алып, оны қыздырылатын материалға береді, сөйтіп, аралық жылу тасымалдағыштар болып табылады.

Мұндай тасымалдағыштар ретінде көп қыздырылған су, минералды майлар, жоғары температуралы органикалық жылу тасымалдағыштар, балқытылған тұздар қоспасы және т.б. қолданылады.

Қабы маймен толтырылған аппаратта қыздыру тәсілдің ең қарапайым түріне жатады. Пеш газдары қапты жанамалай өтіп, жылуын майға береді, ал май аппарат қабырғасы арқылы қыздырылатын материалға береді. Майлармен қыздырудың жоғарғы шегі 250-300⁰С температураларымен шектеледі.

Суыту. Кәдімгі температураларға (шамамен 10-30⁰С) дейін суытуда әдетте оңай табылатын және арзан суытқыш агенттер-су мен ауа қолданылады.

Ауамен салыстырғанда су үлкен жылу сиымдылықтармен, жоғарырақ жылу беру коэффициенттерімен ерекшеленеді және төменірек температураларға дейін суытуға мүмкіндік туғызады.

Сумен және ауамен суыту әртүрлі жылу алмастырғыштарда өткізіледі, суытылатын орталар не қабырғамен бөлінеді (егер кейбір себептермен оларды жанастыруға болмайтын болса), не тікелей өзара жанасады.

Суытылатын сұйықтың температурасын нольге жақын қылу қажет болса, суыту мұзбен жүргізіледі.

Химия өндірісінде әртүрлі заттардың буларынан жылуды шығару арқылы конденсациялау (сұйылту) үдерістері кең тараған. Конденсация конденсатор деп аталатын аппараттарда жүргізіледі. Оны химия-технологиялық үдерістерде жиі пайдаланады, мысалы, буландыруда, вакуум-кептіруде, қысымсыз күй жасау үшін.

Масса алмасу үдерістері. Қазіргі химиялық технологияда бір немесе бірнеше компоненттердің бір фазадан екінші фазаға өтуімен сипатталатын масса алмасу үдерістері кең тараған және олардың маңызы өте зор. Масса алмасу құбылысы фазалардағы компоненттер концентрациялары өзгеруімен жүреді, сондықтан ол ажырату үдерістер негізіне жатады.

Масса алмасу үдерістері жәрдемімен қоспаларды ажыратудың негізгі мақсаттары ретінде әдетте мыналарды көрсетеді:

- қоспадан таза (немесе концентірленген) қажетті компонентті алу;

- қоспадан қажетсіз заттарды шығару.

Химия технологиясында және онымен іргелес салаларда, мәселенки, тамақ, фармацевтика, микробиология, металлургия өндірістерінде масса алмасу үдерістері кеңінен қолданылады.

Компонентпен алмасатын фазалардың тікелей жанасуымен өтуіне байланысты технологиялық әдістер кең таралған.

Дәріс №15.