ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Многоступенчатая перекристаллизация из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" При малых значениях г з и и , характерных для расплавов с высокой вязкостью (например, полиэтилен, полиамиды), процесс кристаллизации определяется уже не интенсивностью отвода тепла, а кинетикой зародышеобразования и роста кристаллов. Дело в том, что по мере охлаждения и увеличения вязкости расплава падает скорость его обмена с кристаллами, в результате чего рост последних замедляется, а при определенной температуре ст. называемой температурой стеклования, он вообще прекращается. В данном случае лишь часть расплава переходит в кристаллическое состояние, а остальная его часть — в аморфное состояние. При этом степень перехода расплава в кристаллическое состояние несколько возрастает по мере удаления от поверхности охлаждения вследствие возрастания температуры (уменьшения величины переохлаждения). Полное отверждение рассматриваемых расплавов достигается лишь при очень медленном их охлаждении или же при ступенчатом охлаждении с промежуточными выдержками для выравнивания температурного поля. [c.705] При охлаждении бинарных и многокомпонентных расплавов процесс их кристаллизации происходит в интервале между температурами ликвидуса и солидуса /сол- Напомним, что у расплавов эвтектического состава В случае интенсивного охлаждения между образовавшимся кристаллическим слоем и жидким расплавом возникает переходная зона, в которой происходит зарождение кристаллов и их постепенный рост. Ширина этой зоны, зависящая от физико-химических свойств расплава, возрастает с увеличением интенсивности охлаждения. В случае же медленного охлаждения, т. е. при малых температурных градиентах, в объеме расплава наблюдается его массовая кристаллизация — образование и рост кристаллов во всем объеме. [c.705] Конструкции аппаратов для отверждения расплавов соответственно свойствам последних и требованиям к конечному продукту весьма разнообразны. Мы рассмотрим ниже наиболее распространенные аппараты. [c.706] На рис. XV-12 изображен секционный кристаллизатор для отверждения расплавов (например, парафина, эпоксидных и фенолформальдегидных смол) в форме прямоугольных блоков. Аппарат состоит из комплекта изнутри охлаждаемых металлических плит, опирающихся на круглые штанги, опорных стоек и зажимного механизма. При стягивании плит образуются охлаждаемые прямоугольные полости, в которые заливается расплав. После отверждения последнего плиты разжимаются, образовавшиеся блоки толщиной 40—100 мм извлекаются, и процесс повторяется. Охлаждающим агентом соответственно температуре кристаллизации расплава служат вода, рассол, испаряющийся аммиак и др. [c.706] Образовавшаяся суспензия выводится из аппарата и разделяется иа фильтрах или в центрифугах на кристаллический продукт и остаточную жидкую фазу, которую будем называть маточником. [c.710] Так как фазовое равновесие на практике не достигается и на поверхности выделенных кристаллов остается некоторое количество маточника, то действительная концентрация высокоплав-кого компонента в кристаллическом продукте о а . Эффективность реального процесса оценивается коэффициентом эффективности разделения Е = = а к — а )/(ак —а ). [c.711] Величина Е, зависящая от физико-химических свойств расплава и режима его охлаждения, определяется опытным путем. Количество тепла, отводимого в описываемом процессе, определяется нз уравнения теплового баланса = F pto -Ь + — Qa где Ср, с и — удельные тепло-е икостн исходного расплава, кристаллического продукта и маточника г — теплота кристаллизации — начальная температура расплава С — потери тепла в окружающую среду. [c.711] Рассмотренный процесс однократной фракционной кристаллизации осуществляется как в периодическом, так и в непрерывном режимах. В первом случае используются вертикальные или горизонтальные цилиндрические аппараты с наружными охлаждающими рубашками или внутренними змеевиками, снабженные мешалками, а также барабанные кристаллизаторы (рис. ХУ-15). Во втором случае чаще всего применяют горизонтальные трубчатые кристаллизаторы с шнековыми ленточными мешалками и охлаждающими рубашками. Расплав входит на одном конце аппарата, а образовавшаяся супензия выходит на другом конце и направляется на механическое разделение. [c.711] Вернуться к основной статье