ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизаторы с непрерывным массообменом из "Основы техники кристаллизации расплавов" По принципу действия противоточные кристаллизаторы можно разделить на две группы аппараты со ступенчатым массообменом и аппараты с непрерывным массообменом. [c.260] Исходный расплав Р подается в секцию питания 2, являющуюся обычно одной из промежуточных ступеней аппарата. Обедненный высокоплавким компонентом продукт W выводится из 1-ой секции в расплавленном виде. Обогащенная высокоплавким компонентом кристаллическая фаза по выходе иа 3- й секции поступает в 4-ю, где она полностью расплавляется. При этом часть полученного расплава отбирается в виде конечного высокоплавкого продукта П, а другая часть возвращается в аппарат в качестве флегмы. [c.261] Число ступеней в секциях низкоплавкого и высокоплавкого продуктов зависит от состава исходного расплава, требуемой степени разделения и эффективности отдельных ступеней. Потребное число теоретических ступеней разделения определяется тем же методом, что и в случаях ректификации и абсорбции, т. е. на основе кривой фазового равновесия и рабочей линии. [c.261] Уравнение (XII,5) описывает рабочую линию секции высокоплавкого продукта. Оно выражает соотношение между концентрациями и потоками фаз в каждой ступени. Вид рабочей линии зависит от соотношения потоков фаз в отдельных ступенях секции. Если масса образующейся кристаллической фазы одинакова во всех ступенях, как это обычно бывает на практике, то рабочая линия является прямой. [c.262] Значение коэффициента Е р, как и в других массообменных процессах, не поддается пока теоретическому расчету и определяется экспериментальным путем. Если Е сильно изменяется с концентрацией, то расчет многоступенчатой противоточной кристаллизации должен производиться методом от ступени к ступени с использованием локальных значений коэффициента эффективности разделения. [c.263] Противоточные кристаллизаторы с непрерывным массообменом в некоторой степени аналогичны насадочным и пленочным абсорбционным и ректификационным колоннам. Составы фаз по длине аппарата изменяются здесь не скачкообразно, а плавно. При этом исходный расплав поступает либо в центральную часть аппарата, либо в торцевую его часть. [c.263] Аппарат с питанием в центральную часть (рис. ХП-З, а) состоит обычно из трех зон охлаждения, противоточного массообмена и плавления. [c.263] Типичным примером такого аппарата являются шнековые кристаллизационные колонны. Зона охлаждения, снабженная рубашками, внутренними змеевиками и т. п., предназначена для образования кристаллической фазы. Кристаллическая фаза по длине данной зоны обычно распределена неравномерно в нижней части ее больше, чем в верхней. Кристаллическая фаза в зоне охлаждения транспортируется с помощью шнеков, скребков, центробежной силы, силы тяжести и др. Длина зоны охлаждения зависит от производительности аппарата, теплофизических характеристик разделяемого расплава, температуры охлаждающего агента, скорости движения фаз и ряда других факторов. [c.263] Основной эффект разделения достигается в зоне массообмена, длина которой зависит от требуемой степени разделения, физикохимических особенностей разделяемого расплава, характера взаимодействия и скоростей движения фаз и ряда других факторов. Распределение кристаллической фазы по длине рассматриваемой зоны в зависимости от условий разделения может быть равномерное и неравномерное. [c.264] Для нижней части зоны массообмена справедливо уравнение рабочей линии, аналогичное (XII,5), а для ее верхней части (XII,8). Если процесс перекристаллизации в зоне массообмена происходит в адиабатических условиях и теплоты кристаллизации обоих компонентов расплава одинаковы, то поток кристаллов по высоте зоны остается неизменным и рабочие линии являются прямыми. При неадиабатических условиях потоки обеих фаз изменяются по длине зоны. В случае дополнительного подвода тепла к зоне массообмена поток кристаллов по мере движения к плавителю уменьшается, а при отводе тепла — увеличивается рабочая линия, естественно, будет кривой. [c.264] Заметим, что в противоточных кристаллизаторах с непрерывным массообменом границы отмеченных зон часто оказываются нестабильными. В зависимости от количества подводимого и отводимого тепла, а также от температуры исходного расплава протяженность отдельных зон может изменяться. [c.264] Аппараты с питанием в торец обычно состоят из четырех характернных зон 1) охлаждения, массообмена, плавления и фильтрации (рис. ХП-З, б). [c.264] Для аппаратов с питанием в торец характерно наличие только одной рабочей линии, описываемой при частичной д ристаллизации исходного расплава в зоне охлаждения уравнением (XII,5). [c.265] В общем случае при частичной кристаллизации исходного расплава в зоне охлаждения Р) процесс разделения в аппаратах с питанием в торец (как в аппаратах с питанием в центральную часть) состоит из двух последовательных стадий обычной фракционной кристаллизации исходного расплава в зоне охлаждения и противоточного массообмена. [c.265] Процессу плавления кристаллической фазы на диаграмме соответствует отрезок е/. В процессе противотока жидкая фаза изменяет свою концентрацию от Сп до См (прямая /п). В зоне фильтрации маточник М смешивается с маточником Л/х и выводится из аппарата в виде низкоплавкого продукта W с концентрацией Сщ, (точка т). [c.266] На рис. ХП-4, б показан процесс разделения при питании зоны массообмена исходной смесью в кристаллическом виде (К = Р). В этом сл5 ае процесс состоит из одной лишь стадии противоточного массообмена (линия ей). При этом из аппарата выводится высоконлавкий продукт с концентрацией Сц (точка с) и низкоплавкий — с концентрацией См = Сщ, (точка й). [c.266] Значения величин 1 , и определяются на основании экспериментальных исследований. [c.266] Вернуться к основной статье