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.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: