Разделение неоднородных газовых систем

На пром-ых предприятиях широко испол-­ся очистка воздуха и пром-ых газов, в связи с тем что в них могут содер-ся механические примеси, мик­роорганизмы, влага, пыль, вредные вещества и др. Так, в бродильных произв-вах исполь-ся воздух для аэрации бродильной массы, кот должен быть чистым не только от механических примесей, но и от микроорган-ов. В зерноперерабат-щей и пищевой пром-сти исполь-ся всевозможные сушилки для сушки сахара, молока, крахмала, зерна и др., работающие с использо­ванием воздуха. Наибольший практический интерес предст-ют со­бой способы очистки отходящих газов большинства хим и пищ-ых производств: гравитационная очистка, центробежное осаждение, фильтрование, мокрая очистка, осаждение в поле действия электр-их сил и др.

Гравитационная очистка газов. Простейшим устройством для очистки газов от пыли явл отстойный газоход. Сущность его работы: на пути запыленного газа устанав-ют камеру с внутр перегородками и сборниками пыли, за счет этого скорость потока падает, частицы пыли, сохраняя прямолинейное движение, ударяются о перего­родки и собираются в сборнике. Очистка газов под действием центробежных сил производится в специальных аппаратах - циклонах. Цик­лон сост из вертик-го цилиндрического корпуса с коническим днищем и крышкой, в центр корпуса вмонти­рована выводная труба для очищенного газа. Запыленный газ поступает в верхнюю часть корпуса и начинает вра­щаться вокруг центральной выводной трубы вдоль внут­р поверхности стенок циклона. Во вращающемся по­токе газа на тверд частицу в циклоне действует центро­бежная сила, направ-щая ее к периферии от центра по радиусу со скоростью, равной скорости осаждения. Части­цы пыли оседают на внутр поверхности корпуса и опускаются в коническое днище. Очищенный газ выво­дится через центральную трубу, направляясь снизу вверх. Очистка газов фильтрованием - газы, содержащие взвешенные твердые части­цы, проходят пористые перегородки, пропускающие газ и задерживающие на поверхности твер частицы. Порис­тые фильтровальные перегородки делятся на гибкие, жесткие и с зернистым слоем. Мокрая очистка газов. Высокая степень очистки воз­духа (особенно при его охлаждении) достигается смачива­нием частиц пыли жидкостью. Смачивание и поглощение пыли водой производится при стекании воды пленкой по внутренним стенкам аппа­рата, при разбрызгивании воды по всему объему аппарата или комбинированным способом. Электрическая очистка газов- используются электрофильтры, в кот очистка газа основана на ионизации молекул газа (рас­щепление на полож-но и отрицательно заряженные ионы) и сообщении частицам пыли электрического заря­да.

26. Тепловые процессы.Тепл процессы(нагревание, охлажд-е,отвод и др) играют важную роль в ТП.В хим проц-х для происхождения ркакции часто необходим подвод тепла.В реакц-х,кот происх-т с выделением тепла надо отводить тепло.Часто произ-во прод-ции требует затрат тепл-й энергии.Рац-е использ-е тепла-важный эк-й показ-ль эфф-ти работы аппаратуры и орг-ции ТП. Перенос тепла происходящий м/у телами с разными темпер-ми наз-ся теплообменом.Движущей силоц этого процесса явл разность температур нагретого и холодного тела. Передача тепла от одного тела к др происх-т : 1.за счет теплопроводности.2.конвекции.3.с помощью лучей.Передача тепла теплопроводностью осущ-ся путем переноса тепла при непосред-м соприкосновении отд-х частиц тела.Если тепло передается с помощью молекул,то изолятором явл вакуум .Передача тепла конвекцией прис-т только в жидкостях и газах путем перемещения их частиц.Это перемещение обусловлено двтжением всей массы жидкости или газа(вынужденная или принужденная конвекция), либо разностью плотности жидкости в раз-х точках объема,вызываемой неравномерным распредел-м темер-р в массе жид-ти или газа(свобод-я или естест-я конвекция).Передача тепла лучевым способом происх-т путем переноса энергии в виде электромаг-х колебаний с разными длинами волн.Если темпер-ра больше 60 гр.,то излучение более интенсивно.

27.ПЛАВЛЕНИЕ — процесс перехода вещ-ва из кристаллич. (тв.) сост. в жидкое с поглощ. теплоты (фаз. переход I рода). Гл. хар-ки п. чистых вещ-в: темп-ра плавл. (Тт) и необх. теплота (Qm, Дж/моль). Темп-pa п. зависит от внеш. давл.; на диаграмме сост. чист, вещ-ва эта завис, изображ. кривой плавл. (кривой сосуществ. тв. и жид. фаз). П. сплавов и тв. р-ров происх., как правило, в интервале темп-р. окислительное плавление— технологич. период плавки металла или сплава, при к-ром его примеси (С, Si, Mn, Сг и др.) интенс. окисл. вводимыми газообразными или тв. окислителями; снижает содерж. фосфора, обесп. удаление газов и неме-таллич. включений, нагрев металла. Практич. присут. во всех сталеплав. процессах; в отд. этап технологии выдел, при плавке в дуг. электропечи. НАГРЕВ металла — технологич. операция повышения темп-ры металла. Цель н. м. перед обработкой давлением (прокаткой, ковкой, штамповкой, кузнечной сваркой и т.д.) — придание ему необход, пластичности, а при термич. или химико-термич. обработке — измен, его механич., физич. или химич. св-в. Н. м. осуществ. гл. обр. либо подводом тепла извне в нагреват. или термич. печах, либо генерацией тепла непосред. в металле, пропуская электрич. ток или возбуждая в нем ток индукцией. При нагреве в печах тепло поступает на поверхность металла, а затем распостран. внутрь. При пропускании электрич. тока через металл тепло выделяется во всем его объеме, в рез-те чего нагрев можно вести с высокой скоростью. Этот метод контакт, нагревапригоден для изделий неб. попереч. сечения и значит, длины. При индукц. н. м. тепло генерир. в тонком поверх, слое, откуда, как и при нагреве в печах, распростран. внутрь. Показатель кач-ва н. м. — равномерность темп-р по поверхности и объему металла.
двухстадийный нагрев [two-stage heating] -последоват. нагрев металла в двух печах с резким изменением темп-рно-скоростного режима. Д. н. используют, в часта, при прокатке легированных и высококачеств. сталей с целью уменьш. обезуглерож. и потерь металла в окалину; индукционный нагрев -нагрев металла в индукц. поле за счет воз-бужд. в нем вихревых токов . И. н. наз. нагрев токами высокой частоты (ТВЧ). Примен. для пластич. и термич. обраб. высоколегиров. сталей и мн. цв. металлов. Глубина проникнов. вихр. тока уменьш. с увелич. его частоты и магн. проницаемости и с уменьш. уд. электросопротивления, что дает возможность нагрев, металл на треб, глубину подбором соответст. частоты тока; конвективный нагрев— н. преимущ. конвективно подвод, теплом; осуществ. в печах с конвект. режимом теплообмена; радиационный нагрев -н. к-вом теплоты, передав, металлу преимущ.излучением: осуществл. в печах с радиац. режимом теплообмена), плазменный нагрев - н. теплотой плазмы;
пламенный нагрев - н. металла в печах теплоотдачей открытого пламени, получ. при сжигании топлива , струйный нагрев — н. теплоотдачей струй нагрет, газа, ударяющих в поверхность нагрев, материала;
электроконтактный нагрев - электрич. н. при пропускании элект-рич. тока через нагрев, тело. Часто электроконтактный н. наз. кондукционным;
электронно-лучевой нагрев— н. за счет энергии пучка эл-нов, удар, в поверхность материала . ОХЛАЖДЕНИЕ— 1. Естеств. или принудит, отвод теплоты от к.-л. тела или его части. 2. Естеств. или принудит, сниж. темп-ры к.-л. тела или его части:
водяное охлаждение — о. металлургич. агрегатов и продуктов произ-ва водой. Системы в. о. подразделяют: о. холодной технич. водой; о. горячей хим. очищ. водой; испарит, о.; испарит, о. в комплексе с использ. тепла отход, газов; замкнутое о. с паро-образов. вне детали. При в. о. теплоносителем является технич. или хим. очищ. вода. Наиб, сложные системы в. о. (разверн. сеть трубопроводов разных диам., мощные водозаборные средства для подачи, перекачки, охлажд. и очистки оборотной воды и т.п.) имеют металлургич. комбинаты с полным циклом произ-ва; воздушное охлаждение— о. эл-тов металлургич. агрегатов и продуктов произ-ва струями или потоками воздуха;
вторичное охлаждение, при непрерывной разливке — о. водой или во-довоздушной смесью непрерывнолитой заготовки после ее выхода из кристаллизатора; испарительное охлаждение— водяное о. эл-тов металлургич. агрегатов с помощью хим. очищ. (для предотвращения образования накипи) воды, нагрев, при охлажд. объекта до > 100 °С. Различают след, схемы и.о.: собств. испарит, охлажд.; испарит, охлажд. в комплексе с использ. тепла отход, газов; замкн. система охлажд. с вынес, испарителем и парообразованием вне детали, к-рая использует в кач-ве охлажд. агента воду или высококипящие теплоносители. При собств. испарит, охлажд. объекта для отвода тепла от охлажд. тел использ. скрытая теплота парообраз.: 1 кг охлажд. воды отводит 2753 кДж вместо 46 кДж при вод. охлажд., что позволяет сократить расход воды в > 50 раз. И. о. в комплексе с использов. тепла отход, газов — разновидность системы и. о.,
объедин. охлажд. эл-ты агрегата и испарит, змеевики котла-утилизатора, к-рые присоединяют к одному барабану-сепаратору, вследствие чего образуются два паралл. циркуляц. контура с общими циркуляц. насосами. Внедрение этой системы способст. наиб, экономим, использ. тепла охлажд. воды и отход, газов печей. Замкн. система охлажд. с вынес, испарителем представляет двухконтур. систему с парообразованием вне охлажд. агрегата (холодильника) при использ. высококип. теплоносителя, в рез-те элементы охлаждаются при небольшом давлении. В кач-ве охлажд. жидкости м. б. использ. спец. масла, ртуть, расплавл. соли, их смеси, органич. вещ-ва, имеющие вые. 1^. Системы и. о. использ. в водоохлажд. эл-тах домен, печей, клапанов горяч, дутья воздухонагревателей домен, печей, наиб, теп-лонапряж. участках (частей) мартен, печей, металлургич. агрегатов ЦМ;
охлаждение в «кипящем слое» — о. металлич. изделия после нагрева для закалки с использ. мелкозернистого сыпучего материала, продув, вход, потоком воздуха;
струйное охлаждение — о. эл-тов металлургич. агрегатов и продуктов произ-ва струями газа, воздуха или воды. КОНДЕНСАЦИЯ - экзо-термич. переход вещ-ва из газообр. в жидкое или тв. состояние (фазовый переход 1-го рода). При этом если Р и Т выше, чем в тройной точке для данного вещ-ва, образуется жидкость, если ниже — тв. вещ-во. При к. в объеме пара конденсир. фаза образ, в виде мелких частиц, центрами к-рых м. служить мелкие капельки жидкости (зародыши), пылинки или частицы, несущие электрич. заряд (ионы); при отсутствии центров к. пар может длит, находиться в пересыщ. сост.
При к. пара с Р выше тройной точки на пов-ти тв. тела, хорошо смачив. конденсатом, образ, сплошная пленка жидкости (пленочная к.); на пов-ти, несмачив. конденсатом или смачив. частично, — отд. капли (капельная к.); на пов-ти с неоднород. св-вами — зоны, покрытые каплями и пленкой конденсата (смешанная к.).
К. используется для рафинир. металлов или раздел, многокомпонент. паровых систем на фракции или чистые компоненты; при вос-стан. летучих металлов из руд и концентратов, получ. тонких пленок с задан, св-вами, в электронике. Часто используют, фракц. к., основ, на том, что при постеп. охлажд. газ. смеси при более высокой темп-ре конденсир. преимущ. высококип., при более низкой — низ-кокип. компоненты. Обьемн. к. использ. для получ. дисперсных порошков металлов. РАЗМОРАЖИВАНИЕ - нагрев смерзшихся сыпучих материалов в тепляках.

28.ВЫПАРИВАНИЕ,Экструзия.
Выпаривание осущ-ют для концентрирования р-ров, выделения растворенного в-ва или получения чистого р-рителя. Вып-ю подвергают в основном водные р-ры нелетучих или малолетучих в-в. В. происходит благодаря подводу теплоты и непрерывному удалению образующегося при кипении р-ра пара, наз. Вторичным.Движущая сила В. - разность т-р греющего пара и кипящего р-ра, наз. полезной.Указанное различие в т-рах , наз. физ.-хим. депрессией, определяется хим. природой р-ра и часто достигает больших значений, возрастая с увеличением концентрации и внеш. давления. Для проведения процесса применяют выпарные аппараты , работающие под атмосферным и избыточным (до 0,6 МПа) давлением или разрежением (до 0,008 МПа). При работе под избыточным давлением повышается т-ра кипения р-ра.Разрежение в В. создается в ре-те конденсации вторичного пара в спец. конденсаторах, охлаждаемых водой или исходным р-ром, и удаления неконденсирующихся газов с помощью вакуум-насоса. В зависимости от способа нагревания концентрируемого р-ра делят на поверхностные (теплота передается от теплоносителя к р-ру через стенку) и контактные, в к-рых происходит непосредственное соприкосновение теплоносителя с р-ром.