文档介绍：结晶岗位培训自编教材2010-07-30 07:31结晶岗位培训自编教材
1、结晶基本原理
(一) 概念
结晶是从蒸气、溶液或熔融物中析出晶体的过程,由于晶体与气体、液体以及非晶体固体不同,所以晶体有其自身的共同规律和基本特性。
结晶法分离是用相律,,控制好物料的升温速率,使某一组份从混合液中折出。就邻对二***苯的结晶分离而言就是控制好物料的温度,使对二***苯从富对位,高油中分离出来。
(二) 结晶原理
1、溶液结晶过程是涉及溶质由液相转入固相的相际传质过程,而且由于影响晶体成长的因素较多,使问题变得更为复杂。
2、晶核的生成(Nucleation)
晶核的生成机理主要有三种:初级均相成核、初级非均相成核和二次成核。
3、晶体的成长机理
晶体的成长机理可分为两步:
⑴、溶质由溶液主体向晶体表面的扩散过程,其推动力为溶液主体与晶体表面溶质的浓度差;
⑵、溶质在晶体表面以某种方式嵌入空间晶格而组成有规则的结构,并放出结晶热。该过程也称为表面反应过程。
4、溶解度与溶液的过饱和度
⑴、饱和溶液:
溶质与溶液共存并处于相平衡状态。其浓度即是该温度下固体溶质在溶剂中的溶解度(平衡浓度)。
⑵、不饱和溶液:
浓度<饱和浓度的溶液。
⑶、过饱和溶液:
浓度>饱和浓度的溶液。
结晶只可能在过饱和溶液中发生。
溶液的过饱和度:同一温度下,过饱和溶液与饱和溶液的浓度差。
绝对过饱和度ΔC
过饱和系数 S 相对饱和度 d??????????????????????????????? ①、溶液浓度控制在介稳区:
晶核不能自发生成,则晶体的数量可由所加入的晶种量控制,可以得到颗粒较大而整齐的晶体。
②、溶液的浓度控制在不稳区:
晶核可自发生成,大量的晶核使所得到的结晶产品粒度较小。
(二)流体流动基本原理
1、流体-液体和气体的总称。
2、流体流动的特点
⑴、流动性,即抗剪抗张能力都很小。
⑵、无固定形状,随容器的形状而变化。
⑶、在外力作用下流体内部发生相对运动。
3、流体的流动规律
(1)流体的输送
研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。
例如:根据输送的任务来确定管道大小与泵的性能参数。
(2)压强、流速及流量的测量
为了了解和控制生产过程,需要对管路或设备内的压强、流量及流速等一系列的参数进行测量,这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。
例如:对精馏塔回流管路内压力及其流量的测定。
(3)为强化设备提供适宜的流动条件
化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的。
例如:对于列管式换热器内的折流板。
4、流体的输送设备
如果要将如果要将流体从一个地方输送到另一个地方或者将流体从低位能向高位能处输送,就必须采用为流体提供能量的输送设备。
主要设备:泵和风机。
(三)传热的基本原理
1、传热研究的基本问题
(1)一种是强化传热过程,如各种换热设备中的传热。
(2) 另一是削弱传热过程,如对设备和管道的保温、保冷(对盐水管道的保温),以减少热损失。
2、传热的基本形式
(1)热传导(导热)
(2)热对流(对流)
(3)辐射传热
传热的三种方式有时相伴而生, 发生在同一个传热过程中。工程上为了简化传热问题, 抓住占支配地位的传热方式来着手研究, 而忽略次要地位的传热方式。
3、影响传热的因素
(1)不凝性气体的影响;
工业上使用的蒸汽不是绝对纯,其中总会有微量的不凝性气体。冷凝器连续工作过程中,蒸汽不断地冷凝,不凝性气体将不断地在冷凝空间积聚。不凝性气体的积聚,使冷凝给热系数较大幅度地降低。这是因为在汽液界面上,可凝性蒸汽不断凝结,不凝性气体则被阻留[故越接近界面不凝性气体的分压越高。这样,蒸汽抵达液膜表面进行冷凝之前,必须以扩散方式穿过不凝性气体富集的气体层。扩散过程的阻力引起蒸汽分压及相应的饱和温度下降,使液膜温度低于蒸汽主体的温度。]形成一层不凝性气体层,这相当于附加一额外热阻,使蒸汽冷凝给热系数大为降低。由此,蒸汽冷凝器中必须设有不凝性气体排放口,定期排放,以减少不凝性气体的不良影响。
(2)蒸汽过热的影响;
过热蒸汽与固体壁面的给热过程,视壁温的高低有着不同的机理。
5 当壁面上无冷凝现象发生,此时的给热过程与普遍的对流给热完全相同。
6 当壁面上有冷凝现象发生,对于过热蒸汽,冷凝过程是由蒸汽冷却和冷凝两个串联步骤组成的。此时,在过热蒸汽和液膜间存在着一个中间层,通过这个中间层,蒸汽温度降至饱和温度。
7 但对液膜而言,传热推动力仍是,并不因中间层的存在而改变。因此可把过热蒸汽当作饱和蒸汽来