ІІ. Негізгі бөлім
Кристалдану тәсілдері және кристаллизаторлар түрлері
Кристалданудын төмендегі тәсілдері жиі қолданылады:
Еріткіштің бір бөлігін шығару арқылы кристалдау. Бұл тәсілде еріткіштің бір бөлігі буландыру аппаратында буланады да, ерітінді аса қанығып, осы аппаратта кристалданады. Ерітіндіде кристалдардың пайда болуына байланысты буландыру аппараттарының құрылысына өзгерістер енгізіледі. 1-суретте ысытатын камерасы аспалы буландыру аппараты - кристаллизатор, ал 2-суретте ысытатын камерасы сыртқа шығарылған буландыру аппараты - кристаллизатор көрсетілген. Жылу мөлшерін азайту мақсатында процесті көп корпусты қоңдырғыда өткізеді.
|
|
1-сурет. Ысытатын камерасы аспалы буландыру аппараты–кристаллизатор:
1-корпус; 2-ысытатын камера; 3-сүзгі
|
2-сурет. Ысытатын камерасы сыртқа шығарылған буландыру аппараты-кристаллизатор:
1-сепаратор; 2-ысытатын камера; 3-кристалдарды жинағыш
|
Ерітіндіні суыту арқылы кристалдау. Аса қаныққан ерітінді суыту арқылы кристалдандырылады. Суыту үшін су, ауа қолданылады. Аумен суытқанда процесс жай өтеді, бірақ кристалдар ірі және біркелкі болады. 3-суретте көрсетілген өндірісте кенінен таралған сумен суытылатын барабаңнды кристаллизатор баңдажда /1/ роликтер /5/ арқылы айналатын жейделі /4/ цилиндрлі корпустан /3/ құралған. Суытатын су ерітіндіге қарама-қарсы бағытта өтеді. Бұл аппараттың кемшілігі ішкі бетіне кристалдар жабысып қалады.
|
3-сурет. Барабанды кристаллизатор: 1-бандаждар; 2 -тісті донғалақ; 3 -корпус; 4 -жейде; 5 -таяныш роликтер.
|
Кристаллизаторлар түрі:
Білікшелі кристаллизатор /4-сурет/ төменгі жағы астауға /1/ батырылган айналмалы екі қабыргалы барабаннан /2/ құралған. Астаудың жейдесіне бу беріледі. Барабан жай айналып төменгі жағымен өзіне ертіндіні ілестіреді. Барабанның суытылған қабырғасында кристалл қабықшасы пайда болады да, пышақпен /3/ түсіріледі.
|
4-сурет. Білікшелі кристаллизаторлар: 1 –астау; 2 – барабан; 3 – пышақ.
|
2. Кристаллизаторларды есептеу. Кристалданудың материалдық балансы.
Төмендегі белгілерді қабылдаймыз:
Ge, Gкp, Gқ
|
-
|
бастапқы ерітіндінің, алынатын кристалдың және қалдық ерітіндінің мөлшерлері, кг
|
ве, вқ
|
-
|
бастапқы және қалдық ертінділердін концентрациялары, массалык үлес.
|
|
-
|
абсолют құрғақ еріген заттың және кристаллогидраттын молекулалық салмақтарының қатынасы.
Егер зат құрғақ күйінде кристалданса: М=Мкр, а=1
|
W
|
-
|
буланған еріткіш мөлшері, кг.
|
Еріткіштін бір бөлігін шығару арқылы кристалданса, жалпы баланс:
Ge = Gкp + Gқ + W /1/
абсолют құрғақ еріген зат бойынша:
Ge ве = Gкpа + Gқ вқ /2/
Алынған кристалдын мөлшері /кг/ /16.1/ және /16.2/ тең-
деулерінен анықталады. Әдетте Ge, ве, вқ және а берілген болады. W мәнін /9.4/-теңдеуден анықтауға болады. Онда:
/3/
егер а = 1 болса
/4/
Еріткішті шығармай кристалданса, яғни W = 0 болса:
а = 1 болса
Кристалданудың жылу балансы:
Төмендегі белгілерді қабылдаймыз:
іe, ікp, іқ
|
-
|
ерітіндінің, кристалдың және қалдық ерітіндінің энтальпиялары, кДж/кг
|
і1б, і1с
|
-
|
жылу тасымалдағыштың бастапқы және соңғы энтальпиялары, кДж/кг.
|
і2б, і2с
|
-
|
суытатың ортаның бастапқы және соңғы энтальпиялары, кДж/кг.
|
І
|
-
|
еріткіш буының энтальпиясы, кДж/кг.
|
r
|
-
|
кристалды тордың құрылуының жылуы /қату жылуы/, кДж/кг.
|
q
|
-
|
ерітіндінің концентрациялану жылуы, кДж
|
G1, G2
|
-
|
жылу тасымалдағыштың және суытатың ортаның мөлшерлері, кг/с
|
Кіретін жылу:
1. Ертіндімен ….....................................................................
|
Ge ie = Q1
|
2. Кристалдану жылуы..........................................................
|
Gкp r = Q2
|
3. Дегидратациялану жылуы................................................
|
q Gк вк = Q3
|
4. Жылу тасымалдағыштан алынған жылу.........................
|
G1 (i1б - i1c) = Q4
|
Шығатын жылу:
1. Кристалдармен..................................................................
|
G кp r кp = Q5
|
2. Қалдық ерітіндімен...........................................................
|
Gк iк = Q6
|
3. Еріткіш буымен.................................................................
|
W I = Q7
|
4. Суытатын ортамен............................................................
|
G2 (i2c – i2б) = Q8
|
5. Қоршаған ортаға шығын..................................................
|
Q9
|
яғни:
Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9
Егер суыту арқылы кристалданса Q4 = 0 және Q7 = 0; еріткіштің бір бөлігін шығару арқылы кристалданса Q6 = 0. Вакуум кристалдануда Q4 = 0, Q8 = 0.
Кристаллизатордың жылу беті жылу балансынан анықталады.
Достарыңызбен бөлісу: |
