ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кристаллизация из "Теоретические основы типовых процессов химической технологии" Физико-химические основы и принципы расчета процессов кристаллизации. Кристаллизация — процесс выделения твердых веществ из насыщенных растворов или расплавов. В процессе кристаллизации используется различие составов равновесных твердой и жидкой фаз. Проведение процесса кристаллизации из растворов основано либо на использовании зависимости растворимости твердого вещества от температуры, либо на удалении растворителя нз насыщенного раствора путем его выпаривания. Чаще всего растворимость твердых веществ с понижением температуры уменьшается, поэтому при проведении процесса по первому способу раствор необходимо охлаждать. По второму способу кристаллизация проводится при практически постоянной температуре. Процесс кристаллизации путем охлаждения раствора обычно сочетается с выпариванием раствора, оставшегося после выделения твердой фазы (маточного раствора), для его концентрирования до первоначального состава. [c.482] Кристаллизация — процесс, обратный растворению. В связи с этим тепловой эффект процесса кристаллизации равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту растворения вещества, растворяющиеся с поглощением теплоты, кристаллизуются с выделением теплоты, и наоборот. [c.482] Применение этого соотношения для инженерных расчетов затруднительно, поскольку величины F, и коэффициент массоотдачи зависят от многих факторов, плохо поддающихся учету. [c.483] Некоторые качественные закономерности выявляются из рассмотрения физической природы процесса кристаллизации и анализа имеющихся опытных данных. Так, увеличение интенсивности перемешивания при кристаллизации повышает ее скорость за счет возрастания коэффициента массоотдачи и способствует равномерному росту кристаллов, но они получаются более мелкими. К увеличению скорости процесса приводит повышение температуры, поскольку уменьшается вязкость жидкой фазы, С увеличением движущей силы процесса (степени пересыщения х — %) за счет более быстрого выпаривания растворителя или более быстрого охлаждения суспензии скорость кристаллизации повышается в связи с быстрым возрастанием числа зародышей, но частицы твердой фазы получаются более мелкими. Кроме того, при быстрой кристаллизации ухудшается однородность кристаллов — в них может защемляться маточный раствор. [c.483] Величина У является функцией степени пересыщения раствора и определяется экспериментально. [c.486] Для проведения процессов кристаллизации при охлаждении раствора в последнее время и1)едложено исноль зовать теплооб 1ен при непосредственном контакте не смешивающегося с раствором хладагента, подаваемого в кристаллизатор. [c.487] Одна из распространенных конструкций аппаратов для кристаллизации при охлаждении раствора — барабанный кристаллизатор, представляющий собой медленно вращаюгцийся, установленный с небольшим уклоном к горизонту барабан с водяным или воздушным охлаждением. В один конец барабана подается раствор, из другого выводится суспензия. Внутрь барабана помещают металлическую цепь, которая перекатываясь, разрушает отложения на стенках. [c.487] Механический съем осадка осуществляется в вальцевых кристаллизаторах. Вращающийся барабан такого аппарата охлаждается изнутри. Нижняя его часть погружается в раствор. С наружной поверхности барабана твердый материал срезается ножом. [c.487] Для интенсивного перемешивания суспензии в процессе кристаллизации применяют пропеллерные мешалки, перемешивание путем барботажа воздуха через раствор или циркуляционное перемешивание с помощью центробежного насоса. Прп циркуляционном перемешивании суспензия из аппарата, представляющего собой пустую емкость, с большой скоростью прокачивается насосом через выносной холодильник и вновь возвращается в аппарат. Отложению твердой фазы на стенках теплообменника препятствует абразивное действие суспензии. [c.487] В ряде производств используются башенные кристаллизаторы — высокие полые башни, в верху которых распыляется раствор. За счет теплообмена с воздухом происходит охлаждение раствора и частичное испарение растворителя, приводящее к выделению твердой фазы. Такие аппараты имеют очень низкую удельную производительность. [c.487] Оборудование для кристаллизации путем выпаривания было рассмотрено в разделе Выпаривание гл. IV. [c.487] Вернуться к основной статье