Ение бинарных водно-солевых систем методом адиабатной кристаллизации

В пятой главе приведены данные экспериментальных исследований. В ходе эксперимента было установлено, что с понижением давления в системе происходит довольно интенсивное испарение паров легколетучего компонента и снижение температуры разделяемой смеси. После снижения температуры в системе ниже точки насыщения наблюдается процесс массовой кристаллизации. Значение исходной концентрации влияет на разность между начальной температурой вакуумирования и температурой насыщения. Образование льда на поверхности раствора существенно влияет на процесс, снижая скорость изменения температуры раствора. Опытные данные хорошо согласуются с полученными теоретическими зависимостями. Приведены рекомендации по общей схеме устройства аппарата для проведения процесса адиабатной кристаллизации диспергированных растворов и некоторым технологическим параметрам процесса. Основные выводы и результаты работы Выполнен теоретический анализ процесса адиабатной кристаллизации применительно к концентрированию водно-солевых растворов в аппаратах емкостного типа. Получены теоретические зависимости, описывающие как стадию простого адиабатного испарения, так и стадию кристаллизации. На основе полученных зависимостей проанализировано влияние основных параметров (исходной концентрации раствора, его температуры, остаточного давления и др.) на выход паровой, жидкой и кристаллической фаз, а также на их состав. Выявлено также влияние на ход рассматриваемого процесса температурной депрессии разделяемых растворов и их физико-химических свойств. Проанализирован процесс адиабатной кристаллизации для диспергированных водно-солевых растворов в среду с пониженным давлением. Предложена математическая модель, учитывающая теплоперенос в жидкой, паровой и кристаллической фазах. Показано, что в области низких давлений могут одновременно протекать процессы кристаллизации из жидкой фазы и сублимации льда. С использованием метода натуральных масштабов были установлены лимитирующие стадии процесса адиабатной кристаллизации и выявлены основные параметры, влияющие на его ход. Проведены экспериментальные исследования, позволяющие сделать вывод о применимости полученных моделей для описания процесса адиабатной кристаллизации как в большом объеме раствора, так и в диспергированных каплях. Разработаны рекомендации, необходимые для выдачи исходных данных на проектирование оборудования для проведения исследованных процессов. Основные условные обозначения А, В – компоненты смеси; , - константы уравнения Антуана; a, b – константы уравнения Шредера; , , , , , - удельные теплоемкости компонента А, В, раствора, кристаллической фазы, маточника, насыщения; , , , – мольно-объемная концентрация растворителя, растворенного вещества в растворе, паров растворителя в потоке паро-газовой смеси, у поверхности капли;и- коэффициенты диффузии растворителя в растворе капли и паров растворителя во внешней среде; d - диаметр капли; F - масса исходной смеси; - энтальпия паров растворителя; K - кристаллическая фаза; М - масса маточника после кристаллизации; МА, МВ - молекулярные массы компонентов А и В; N - число частиц в единичном объеме; П - паровая фаза; P - давление; , , - давление фракционирования, парциальное, паро-газовой смеси во внешней среде ; - поток растворителя с поверхности капли; R - газовая постоянная растворителя; - внешний радиус капли; r - радиус слоя; - универсальная газовая постоянная; - теплота кристаллизации;, , , , , - температура насыщения, кипения раствора, исходного раствора, чистой воды, кристаллизации воды, фракционирования, град. Цельсия; , ,, , , - температура кипения воды при нормальном давлении, на фронте сублимации, на поверхности капли, паров во внешней среде, в кристаллическом слое капли, в жидкой фазе, град. Кельвина; - абсолютная температура кипения воды при нормальном давлении; V – объем; W - масса маточника, масса раствора; , , , - массовая концентрация исходного раствора, упаренного раствора, паровой фазы, маточника; - коэффициент теплоотдачи; и - коэффициенты массоотдачи от поверхности капли и внешней поверхности льда в паро-газовую среду; , -энтальпия сублимации льда, испарения воды при нормальных условиях; ,, - коэффициент теплопроводности жидкой фазы, внешней среды, твердой фазы ; - коэффициент динамической вязкости парогазовой смеси; - коэффициент кинематической вязкости; - коэффициент поверхностного натяжения; и - координаты на границе сублимации и на фронте кристаллизации; , , , - выход паровой и жидкой фаз, выход кристаллической фазы и выход паровой фазы в момент насыщения раствора; , , - плотность паров растворителя, твердой фазы, жидкой фазы; - время. Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях: Бубенцов В.Ю. Разделение и очистка веществ сочетанием фракционной кристаллизации с другими массообменными процессами./ Г.А.Носов, В.Ю. Бубенцов //Хим. пром. – 1995. - № 8. – С. 38-43. Бубенцов В.Ю. Разделение и очистка веществ путем сочетания различных массообменных процессов./ Г.А.Носов, В.Ю. Бубенцов // Наукоемкие химические технологии - 1995: тез. докл. III Междунар. конф./ г. Тверь, 1995. - C.52-53. Бубенцов В.Ю. Разделение бинарных смесей методом дистиллятивной кристаллизации./ Г.А. Носов, В.Ю. Бубенцов // Наукоемкие химические техно-логии - 1996: тез. докл. IV Междунар. конф./ г. Волгоград, 1996. - C. 83-84. Бубенцов В.Ю. Разделение бинарных водно-солевых систем методом адиабатной кристаллизации./ Г.А.Носов, В.Ю. Бубенцов // Кинетика и механизм кристаллизации – 2004: тез. докл. III Междунар. конф./ г. Иваново, 2004. - с.44. Пат. 2239617 RU, МКИ C05C1/02; C05G3/04. Способ получения гранулированного азотного удобрения/ В.Р. Багдасаров, В.Ю. Бубенцов, А.А. Казаченко, А.А. Кузнецова, М.К. Рустамбеков. – Заяв. 15.07.2003; Опубл. 10.11.2004. Бубенцов В.Ю. Концентрирование водных растворов методом адиабатной кристаллизации/ Г.А. Носов, В.Ю. Бубенцов //Хим. технология. – 2005. - № 8. – С. 43-48. Пат. 2277011 RU, МКИ B01J2/02. Гранулятор/ В.Ю. Бубенцов, Е.В. Долгалев, В.Ю. Поплавский, М.К. Рустамбеков, С.А. Сундиев, А.Л. Таран, О.А. Трошкин –Заяв. 06.09.2004; Опубл. 27.05.2006.

Похожие:

	Гомеостатическая функция почек и состояние гемодинамики после водно-солевых... Ание ученой степени кандидата филологических наук (Иванова И. Г., Васильева Н. И., Балышева К. А., Митрофанова Т. А., Романова Е....		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цели: познакомить с явлением плавления и кристаллизации, графиком плавления и кристаллизации кристаллического вещества; формировать...
	Повышение точности технологических систем горизонтальных координатно-расточных... ...		Решение заданий из №128, 129 у доски по схеме ...
	Физический факультет Сравнительное исследование парамагнитных свойств образцов, полученных методом пиролиза аэрозолей и золь-гель методом 19		Основные направления развития аэропортов Российской Федерации 7 Ение объединенных авиаотрядов (оао) на аэропортовое и авиатранспортное предприятия 9
	Учебно-методический комплекс дисциплины «Социальные водно-экологические...		Занятие Что такое метод проектов Вам предстоит познакомиться с методом... ...
	Урока производственного обучения по теме: «Моделирование основы одношовной юбки методом наколки» Обучающая: Формирование знаний, умений и навыков по моделированию основы одношовной юбки методом наколки		Урок по информатике по теме «Методика обучения сортировке одномерного массива» Образовательная: формирование у учащихся навыков составления алгоритмов сортировки массива методом прямого выбора и методом пузырька;...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: сформировать представления о процессах плавление и кристаллизации и рассмотреть их основные закономерности		Исследование процесса плавления и кристаллизации вещества Методика... Место работы. Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №1»
	Задание Письменно (лаконично) дайте ответы на следующие вопросы:... Цикл: «Современные методы биохимических исследований в лабораторной диагностике»		Глубина промерзания грунтов важнейший фактор водно-теплового режима земляного полотна Использование интерактивной доски Smart Board и программного обеспечения Notebook
	Тема урока: Оксиды: состав, номенклатура Тип урока Ввести понятия оксидов, как сложных бинарных соединений; их признаки, классификацию		Рабочая программа учебной дисциплины диагностика и надежность автоматизированных систем В настоящее время растет сложность систем автоматизации и управления технологическими процессами. К надежности этих систем предъявляются...