ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы расчета кинетических характеристик из "Кристаллизация в химической промышленности" Периодический процесс. К основным кинетическим характеристикам процесса кристаллизации относятся время индукционного периода, скорость кристаллизации вообще и ее максимальное значение, порядок процесса, константы скорости зародышеобразования и кристаллизации, а также время кристаллизации. Здесь идет речь только о ходе самого процесса. Поэтому характеристики твердой фазы как таковой не рассматриваются. [c.98] Для выполнения расчетов кинетических параметров процесса используются данные об изменении концентрации раствора или о массе образовавшейся твердой фазы в растворе (или расплаве) в течение того или иного промежутка времени. Кроме того, используются данные эксперимента о времени нахождения системы в метастабильном состоянии и данные о гранулометрическом составе твердой фазы. [c.98] В какой-то момент времени, можно вычислить константу сюрости кристаллизации к. Очень часто измерение общей поверхности кристаллов представляется затруднительным. Поэтому имеет смысл воспользоваться относительным постоянством А на отдельных участках кривой с—/ и производить расчеты, применяя непосредственно к = кА. В качестве примера рассмотрим (табл. У,3) кристаллизацию аммонийтитанитсульфата из сернокислых растворов [8]. [c.99] Данные таблицы свидетельствуют о том, что уравнение (У.19) в данном случае оказывается справедливым в довольно широком интервале изменения пересыщений, за исключением очень больших и очень маленьких исходных пересыщений. Линейная зависимость сохраняется при кристаллизации 60—70% всего переходящего в твердую фазу вещества. Аналогичным путем производятся вычисления и по уравнениям (У.13), (V. 15). [c.99] Располагая значения.ми т и п, можно рассчитать значения п и А. Заметим, что п могут быть найдены при обработке экспериментальных данных, полученных при достаточно больших пересыщениях. Кроме того, для нахождения п можно использовать уравнение (V. 16). [c.99] Из приведенного уравнения видно, что создание пересыщения термическим методом возможно лишь при йс /йТ 1. [c.100] В ходе политермической кристаллизации наблюдаются три этапа. На первом этапе /п = О, а пересыщение возрастает. На втором этапе начинается кристаллизация (т 0), и скорость снятия пересыщения раствора становится больше, чем скорость его образования. В результате Ас уменьшается. На третьем этапе эти скорости уравниваются, и фазовое превращение идет при практически постоянном пересыщении. Особенностью политермической кристаллизации является то, что константа скорости не остается постоянной, так как она зависит от температуры. [c.100] Следовательно, зная скорость охлаждения раствора Т, зависимость растворимости от температуры и Ас, при котором идет кристаллизация, можно определить kA и п. Если известна поверхность или /г, можно вычислить соответственно один из сомножителей произведения kA. При постоянных скорости охлаждения и градиенте изменения концентрации с температурой левая часть уравнения (V.24) постоянна. Значит, постоянна и правая часть. Экспериментально установлено [30], что на третьем этапе политермической кристаллизации Ас = onst. Вместе с тем k — f (Т), Тогда постоянство правой части уравнения должно обеспечиваться постоянством произведения kA при неизменном п. В этом случае, зная зависимость константы скорости кристаллизации от температуры и одно из ее значений, мы можем определить поверхность твердой фазы в любой заданный момент времени. [c.100] Если Ас я onst, а температура по ходу кристаллизации понижается, константа скорости не остается постоянной, так же как и сама скорость кристаллизации. Если известна функция k = f (Т), можно вычислить константы скорости, зная хотя бы одну из них. Располагая значениями k и Ас, можно оценить поверхность и порядок процесса на различных его стадиях. [c.101] Как видим, расчет кинетических характеристик в непрерывном процессе по сути дела не отличается от аналогичного расчета для случая периодической кристаллизации. К тому же для непрерывного процесса расчет может быть выполнен с рядом упрощений. [c.101] Согласно (У.26), между временем кристаллизации и (1/5) = = (сед/с) должна наблюдаться линейная зависимость. [c.101] Располагая данными о значениях s = / gq для различных моментов времени, можно вычислить значения k и к , если известен порядок процесса. Порядок процесса в свою очередь может быть определен любым из вышеприведенных способов. Пользуясь значениями к и к , можно найти константу скорости процесса кристаллизации. [c.102] Вернуться к основной статье