Классификация массообменных процессов. Их роль.
Общая и полезная разность температур при выпаривании. Поверхность нагрева непрерывного выпарного аппарата определяется на основе уравнения теплопередачи: где – разность температуры конденсации греющего пара и температуры кипения выпариваемого раствора:
В аппаратах с циркуляцией раствора, обеспечивающих его достаточно полное перемешивание, является величиной постоянной. В аппаратах с естественной циркуляцией принимают по конечной концентрации раствора. Разность между температурами греющего и вторичного паров называют общей разностью температур выпарного аппарата: Депрессии: Температурная – разность между раствора и чистого растворителя при одинаковом давлении. Зависит от природы вещества и растворителя, концентрации и давления: Гидростатическая – Гидравлическая – принимают 1-2 оС, возникает из-за местных сопротивлений. Суммарную полезную разность температур многокорпусной установки находят из уравнения где – общая разность температур многокорпусной установки, равная разности между температурой греющего пара в первом корпусе и температурой вторичного пара, поступающего из последнего корпуса в барометрический конденсатор : - , величина характеризует суммарные температурные потери во всех корпусах установки: Порядок расчета выпарного аппарата. 1) Выбрать тип аппарата, если он не задан. 2) Провести материальный баланс. , , , 3) Определить приблизительную поверхность теплопередачи () и, в соответствии с ней, подобрать выпарной аппарат. 4) Определить раствора (). 5) Определит параметры греющего пара и полезную разность температур (). 6) Провести тепловой баланс (). 7) Для выбранного аппарата рассчитать коэффициент теплопередачи ().
8) Уточнить поверхность теплопередачи и сравнить ее с выбранной поверхностью (в п. 3) аппарата.
Прямоточная многокорпусная выпарная установка. Использование многокорпусных установок экономит греющий пар. Чаще всего применяют вакуум в аппаратах и греющий пар с ↑ давлением, давления подбираются так чтобы вторичный пар корпуса мог использоваться как греющий пар следующего корпуса. Аппараты: прямоточные, противоточные, с параллельным питанием. 1, 2, 3 – корпуса установки; 4 – подогреватель; 5 – барометрический конденсатор; 6 – ловушка; 7 – вакуум-насос. Недостатки: понижение температуры кипения и повышение концентрации раствора от 1 корпуса к последнему. Это приводит к ↑ µ р-ра и, след, к ↓ интенсивности теплоотдачи при кипении, ↓ коэффициента теплопередачи и, как следствие, к ↑ общей пов-ти теплопередачи. Достоинства: отсутствие насосов. Технико-экономическое обоснование числа корпусов. Удельный расход греющего пара снижается с увеличением числа корпусов (L=(1.1– 0.57– 0.4– 0.3) кг/кг для 4 корпусов), но с числа корпусов , температурный напор для каждого следующего корпуса. , . Чем удельный расход L, тем и . Оптимальное число корпусов обычно max и определяестя на основе технико-экономических расчетов. При увеличении числа корпусов растут капитальные и эксплуатационные затраты, но уменьшается расход греющего пара. 1 – стоимость энергозатрат. 2 – эксплуатационные и капитальные расходы. 3 – суммарная стоимость.
Классификация массообменных процессов. Их роль. Процессы массопередачи характеризуются переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Путем переноса одного или более компонентов из фазы в фазу можно разделять как гетерогенные, так и гомогенные системы (газовые смеси, жидкие растворы и др.), причем наиболее часто процессы массопередачи используют для разделения гомогенных систем.
Виды процессов массопередачи. В промышленности применяются в основном следующие процессы массопередачи между газовой (паровой) и жидкой, между газовой и твердой, между твердой и жидкой, а также между двумя жидкими фазами: Абсорбция — поглощение газа жидкостью, т. е. процесс разделения, характеризуемый переходом вещества из газовой фазы в жидкую. Экстракция — извлечение вещества, растворенного в жидкости, другой жидкостью, практически не смешивающейся или частично смешивающейся с первой. Ректификация — разделение гомогенных жидких смесей путем многократного взаимного обмена компонентами между жидкой и паровой фазами, движущимися обычно противотоком друг к другу. Адсорбция — поглощение компонента газа, пара или раствора твердым пористым поглотителем, т. е. процесс разделения, характеризуемый переходом вещества из газовой (паровой) или жидкой фазы в твердую. Сушка — удаление влаги из твердых материалов главным образом путем ее испарения. В этом процессе влага переходит из твердой фазы в газовую или паровую. Кристаллизация — выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Кристаллизация характеризуется переходом вещества из жидкой фазы в твердую вследствие изменения его растворимости. Расстворение —процесс перехода твердой фазы в жидкую. Мембранное разделение —процесс разделения веществ, которые находятся в однородных растворах, основанный на способности некоторых пленок задерживать одни вещества и пропускать другие.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|