КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Физико-химические и термодинамические основы процесса кристаллизации
Занятие № 13. Основы процесса кристаллизации ЛЕКЦИЯ по учебной дисциплине "Тепло-массообменное оборудование предприятий" (к учебному плану 200__г)
Разработал: к.т.н., доцент Костылева Е.Е.
Обсуждена на заседании кафедры протокол № _____ от "_____" ___________2011 г.
Казань - 2011 г.
Занятие № 13. Основы процесса кристаллизации Учебные цели: 1. Рассмотреть физико –химические основы процесса кристаллизации. 2. Изучить принцип действия и основные конструкции кристаллизационных установок. 3. Ознакомиться с материальным и тепловым балансом кристаллизации. Вид занятия: лекция Время проведения: 2 часа Место проведения: ауд. ________ Литература: 1. Выпарные и кристаллизационные установки: Учеб. пособие / Конахин А.М., Конахина И.А. и др. - Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006.- 194 с.
Учебно-материальное обеспечение: Плакаты, иллюстрирующие учебный материал. Структура лекции и расчет времени:
Кристаллизация - процесс выделения твердой фазы в кристаллическом виде из растворов или расплавов. Кристаллизация из растворов основана на ограниченной растворимости твердых веществ. Раствор, содержащий максимально возможное количество растворенного вещества, называется насыщенным; если раствор содержит большее количество растворенного вещества, то он является пересыщенным, если же он содержит меньшее количество растворенного вещества, то является ненасыщенным. Пересыщенные растворы неустойчивы - из них выделяется избыточное количество растворенного вещества, т. е. происходит процесс кристаллизации. После выделения кристаллов раствор становится насыщенным. Этот насыщенный раствор, полученный в результате выделения кристаллов, называется маточным раствором, или маточником. Отделение маточника от кристаллов производится центрифугированием и другими методами. Ненасыщенные растворы сами по себе устойчивы, но в присутствии твердого вещества последнее будет растворяться до тех пор, пока раствор не станет насыщенным. Насыщенный раствор находится в равновесии с твердым веществом - он не растворяет и не выделяет его. Для проведения процесса кристаллизации применяют следующие способы создания пересыщения раствора: 1) охлаждение раствора применяют для кристаллизации веществ, растворимость которых заметно уменьшается с понижением температуры, а также для кристаллизации из расплавов; 2) испарение части растворителя применяют для кристаллизации веществ, растворимость которых увеличивается или незначительно уменьшается с понижением температуры; испарение производится при кипении раствора в выпарном аппарате или путем 3) комбинированный способ заключается в одновременном Кристаллизация может производиться также путем высаливания - добавления в раствор веществ, понижающих растворимость выделяемой соли. Процесс кристаллизации происходит в две стадии: образование зародышей кристаллов в пересыщенном растворе, рост кристаллов или наращивание граней образовавшихся зародышей. Присутствие в растворе примесей может повышать скорость образования центров кристаллизации, однако некоторые из них способствуют уменьшению этой скорости и даже приостанавливают рост кристаллов. Иногда для ускорения образования центров кристаллизации применяют «затравку» в виде мелкого порошка растворенного вещества, который вводят в раствор перед кристаллизацией. Так, например, широко применяют «затравки» при кристаллизации сахарозы. Регулируя температуру, при которой осуществляется процесс кристаллизации, можно в некоторых случаях изменять крупность полученных кристаллов. В промышленности используют два основных метода кристаллизации: изотермический, в котором пересыщение раствора достигается удалением части растворителя путем выпаривания при постоянной концентрации (температура постоянна), и изогидрический, при котором пересыщение раствора достигается охлаждением раствора при сохранении массы растворителя, на что указывает название этого метода. Изотермическая кристаллизация используется для растворов, у которых растворимость либо слабо увеличивается с ростом температуры, либо уменьшается. В этом случае охлаждение не позволяет достичь нужной степени пересыщения. Изогидрический метод используется в случае сильного роста растворимости при увеличении температуры. В промышленности также используется комбинация этих методов – кристаллизация под вакуумом, при которой одновременно происходит отгонка растворителя и понижение температуры. Кроме рассмотренных основных методов кристаллизации в промышленности применяют также высаливание, при котором в раствор вводят добавки (соли, кислоты и др.), снижающие растворимость кристаллизующегося вещества. Рассмотренные выше процессы кристаллизации включают лишь физические процессы образования кристаллической фазы. Кристаллизацию с химической реакцией называют аддуктивной. При этом в раствор добавляют реагент, образующий с выделяемым веществом комплексное соединение – аддукт. Кристаллизацию можно проводить периодически или непрерывно. Периодическую кристаллизацию используют обычно в установках малой производительности. В крупнотоннажных производствах, как правило, применяют непрерывную кристаллизацию. Процесс кристаллизации в промышленных условиях включает в себя обычно несколько последовательных стадий: подготовку раствора (доведение раствора до состояния пересыщения), собственно кристаллизацию, отделение кристаллов от маточника, промывку кристаллов и их сушку.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 688; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |