ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Распределение растворенного вещества и твердого продукта между отходящими потоками из "Расчеты аппаратов кипящего слоя" Массовая кристаллизация и грануляция — это процессы гетеро-фазного массообмена с изменяющейся поверхностью раздела фаз. Движущая сила (пересыщение) создается за счет внешнего воздействия в кристаллизаторе (грануляторе) либо в выносных устройствах. Слой взвешенных частиц (кристаллов или гранул, инертных частиц) создается восходящим потоком жидкости или газа. Процесс осуществим только в термодинамически открытых системах [1, 2]. Способы создания пересыщения указаны в табл. 6,2. [c.315] При расчетах кристаллизации и грануляции используются общие уравнения гидродинамики и процессов переноса. Основные расчетные уравнения и формулы приведены в табл. 6.3. [c.319] Согласно (6.6), = (212 500 + 1-200 000 + 0,5-3,2-10 -f 0,1 2,0-108 + + 0,01 1 10 ) 10-1 (общее число частиц всех размеров приблизительно равно Ю 1). Таким образом, получаем (d = 1,03-10 мм. [c.319] Средневзвен1енный (по массе) размер частиц по формуле (6.6а.) равен = 0,1-2 + 0,2-1 + 0,4-0,5 + 0,2 0,1 + 0,1 0,001 = 62,1-10-2 м (сумма массы всех фракций равна 1 кг, т. е. вместо абсолютных значений массы фракции использованы относительные с тем же численным значением). [c.319] Среднегармонический размер частиц в соответствии с (6.8) равен Я = = (0,1/2 + 0,2/1 + 0,4/0,5 + 0,2/0,1 + 0,1/0,01)= 7,7-10-2 учетом сделанного выше замечания). [c.321] Пример 6.2 (расчет производительности по кристаллическому продукту). В слое (процесс по типу I) имеются псевдоожиженные кристаллы с плотностью рт = 2000 кг/м . Порозность слоя е = 0,85. Средняя (эквивалентная) площадь сечения кристаллизатора-гранулятора 5=1,5м2 высота КС частиц (кристаллов) Нся = 0,5 м (при рабочих условиях). Средняя по кристаллизатору концентрация растворенного вещества в жидкой фазе С = = 0,1 кг/м . Объемы растворителя и раствора приближенно приравниваются, т. е. [c.322] Масса псевдоожиженного кристаллическою продукта (а = 1—е) равна Ясл5(1 — е)рт = 0,5-1,5(1 —0,85)2000 = 225 кг. Масса растворенного вещества ЗНслвС = 1,5-0,5 0,85-0,1 = 0,064 кг. Общее количество растворенного и псевдоожиженного твердого вещества в кристаллизаторе (в КС) 225 + 0,064 = = 225,064 кг. В стационарном процессе это количество неизменно. [c.322] Здесь 1 кр — кристаллизационная и внешняя влага (или иной растворитель кг/кг твердого продукта. [c.323] Левая часть уравнения (6.19) представляет количество растворителя в кристаллизаторе-грануляторе (в КС) первый член правой части уравнения — количество растворителя, поступающее в слой в единицу врвемени второй — количество отводимого растворителя (сумма стоков по жидкой фазе) третий — кристаллизационную воду (молекулы растворителя в кристаллах) или внешнюю влагу при подаче в кристаллизатор-гранулятор твердых кристаллов, гранул с суспензией или рециклом либо в качестве затравки четвертый — количество кристаллизационной и внешней влаги (растворителя), выносимое твердыми частицами пятый — количество испаренного растворителя. [c.323] При псевдоожижении газом или парогазовой смесью (процесс по типу И, П1, IV) уравнения материального баланса (6.17) и (6.19) дополняются уравнением материального баланса по газовой фазе, т. е. [c.323] Члены левой части уравнения (в квадратных скобках) — количества жидкой и твердой фазы в слое, помноженные на соответствующие теплоемкости Сж и Ст. В правой части уравнения первый член — количество теплоты, вносимое входящими жидкими потоками второй — количество теплоты, выносимое жидкими потоками или паром (без учета теплоты испарения) третий— количество теплоты, вносимое твердыми потоками четвертый— количество теплоты, выносимое твердыми потоками пятый — суммарный тепловой эффект процессов кристаллизации шестой — количество теплоты, затрачиваемое на испарение растворителя (теплота испарения) седьмой — количество теплоты, отводимое из кристаллизатора-гранулятора через стенки аппарата, в том числе через погружные теплообменные элементы восьмой — количество теплоты, вносимое газом-теплоносителем девятый — количество теплоты, выносимое отходящими газами. [c.323] Для инженерных расчетов сделанные допущения не вносят су- щественных искаженир Для более точного расчета можно использовать метод последовательных приближений. Разность темпера-туры отходящих потоков и средней температуры слоя при псевдоожижении газом обычно не превышает 10—20°С, за исключением процессов при низкой температуре в слое и при малой его высоте. При расчетах кристаллизации по типу I разностью температуры слоя и отходящих потоков обычно можно пренебречь. [c.325] Подсосы и потери газа уравнениями (6.17) — (6.21) не учитываются. [c.325] При использовании уравнений (6.17) —(6.21) следует принимать во внимание приводимые в табл. 6.4 значения отдельных слагаемых и параметров, зависящих от типа процесса, способа создания пересыщения и др. [c.325] М — молекулярная масса соли. [c.327] Эмпирический коэффициент К в (6.22) принимается для без-водных солей /( = 0,181 10 ехр (0,06/) при а 0,08 и К = = 0,855-10-2-ехр(—0,0163/) при а 0,08 для гидратированных солей К = 1,1 10-2 при а 0,08 [16]. [c.327] Таким образом, в растворе нитрата бария, содержащем инертные твердые примеси или кристаллики нитрата бария, при температуре 40°С массовая кристаллизация начинается при концентрации j p = 172 + 88 = 260 кг/м. [c.327] Где Стах рассчитывается по (6.22), а К принимается для одновалентных солей равным 0,2, для двух- и более валентных — 0,3, а для гидратированных солей 0,35. [c.327] Расход теплоты (энергии) на кристаллизацию по типу I меньше, чем по типу II или III. Однако при кристаллизации по типу I обычно нужна последующая сушка кристаллического продукта, на что затрачивается дополнительное количество теплоты и электроэнергии. При кристаллизации по типу I одновременно происходит очистка продукта от примесей, остающихся в маточном растворе, однако этот раствор нужно чистить перед подачей на повторное использование или сброс. Затраты на вспомогательные процессы разделения полученной суспензии (по типу I) или пылегазового потока (по типу II или III) могут превышать затраты на собственно процесс кристаллизации и грануляции. [c.328] Вернуться к основной статье