Массовая кристаллизация из растворов

Предлагаемая читателю монография представляет восьмую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Семь предыдущих монографий 1. Основы стратегии, 1976 г. 2. Топологический принцип формализации, 1979 г. 3. Статистические методы идентификации объектов химической технологии, 1982 г. 4. Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, 1983 г. 5. Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов, 1985 г. 6. Применение метода нечетких множеств, 1986 г. 7. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах анализа химических и биохимических систем, 1987 г.) посвящены отдельным вопросам теории системного анализа химико-технологических процессов и его практического применения для решения конкретных задач моделирования, расчета, проектирования и оптимизации технологических процессов, протекающих в гетерогенных средах в условиях сложной неоднородной гидродинамической обстановки. [c.3]

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

Кафаров В. В., Дорохов И. П., Кольцова Э. М. Системный анализ процессов химической технологии Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. М. Наука, 1983. 488 с. [c.172]

МАССОВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ИЗ РАСТВОРОВ И газовой фазы [c.1]

Трудности при моделировании такого рода ФХС обусловлены не только их сложностью, но и тем, что до недавнего времени были недостаточно разработаны соответствующие разделы теоретической механики неоднородных сред. Так, отсутствовали общие уравнения движения многофазных сред, которые учитывали бы многокомпонентный массо- и теплоперенос, фазовые превращения, химические реакции, неравномерность распределения частиц дисперсной фазы по размерам. Поэтому моделирование процессов массовой кристаллизации из растворов сводилось либо к решению уравнения баланса размеров кристаллов вне связи с силовыми и энергетическими взаимодействиями фаз, либо к оперированию алгебраическими (при анализе установившихся режимов) уравнениями баланса массы и тепла для аппарата в целом как для объекта с сосредоточенными параметрами. [c.4]

Реализация методологии системного анализа позволила авторам получить ряд новых результатов в области теории массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. Так, впервые получена и проанализирована структура движущих сил массоотдачи к поверхности фаз и от нее. Выдвинуто и обосновано новое представление о структуре границы раздела фаз как о самостоятельной [c.4]

Представляемая читателю монография — результат многолетней работы авторов над проблемами системного анализа процессов химической технологии является, по существу, первым в отечественной и зарубежной литературе трудом, где дано решение широкого круга проблем в области моделирования, проектирования и оптимизации процессов массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы на основе комплексного системного подхода. [c.6]

Построим математическую модель процесса массовой кристаллизации из растворов и газов с учетом роста, образования зародышей, непрерывной функции распределения по размерам. Примем > 1=1 И2(г)=0, т. е. постулируется, что доля кинетической энергии смеси из-за силового взаимодействия первой и г-фаз переходит непосредственно во внутреннюю энергию несущей фазы. Можно считать, что на поверхности контакта фаз выполняется соотношение [4, 5, 9] [c.27]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Исходя из предпосылок гл. 1, получим систему уравнений, описывающую процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы в локальной точке рабочего объема аппарата уравнение сохранения массы несущей фазы [c.150]

Математические модели (2.29) —(2.32), (2.56) для разных режимов работы аппаратов с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукта пригодны как для описания массовой кристаллизации из растворов, так и для описания газофазной кристаллизации. [c.161]

Построим модель процесса массовой кристаллизации из растворов в циркуляционном вакуумном кристаллизаторе. Схема аппарата приведена на рис. 2.6. Он состоит из корпуса 1, циркуляционной трубы 2, испарителя 3 и двух пульсирующих клапанов 4, 5, через которые осуществляются вход питающего раствора и выход суспензии. С целью максимального уменьшения возможности механического дробления кристаллов перемешивание суспензии осуществляется эрлифтным насосом. Исходный раствор поступает в нижнюю часть циркуляционной трубы, смешивается с циркулирующей в аппарате суспензией и, поднимаясь по центральной циркуляционной трубе 2, вскипает (из-за падения давления) с образованием вторичного пара и пересыщенной суспензии. Вторичный [c.177]

При применении кипящего слоя в качестве тяжелой псевдожидкости для гравитационного обогащения полезных ископаемых высота слоя определяется временем осаждения и всплытия фракций, близких по своему удельному весу к демаркационному уровню разделения. При проведении массовой кристаллизации из растворов в кристаллизаторах со взвешенным слоем (типа Кристалл-Осло) необходимое среднее время пребывания определяется скоростью линейного роста кристаллов и заданным размером кристаллического продукта. Кроме того, более четкая классификация по размерам достигается тем, что мелкие кристаллы выносятся из кристаллизатора циркулирующим потоком жидкости, а оседание и отбор нужных крупных регулируется подбором нужной формы кристаллизатора (см. ниже). Точно так же, при сушке сыпучих материалов (если только процесс не лежит в балансовой области ) среднее время пребывания выбирается из условий отклонения реального сушильного аппарата от схем идеального смешения или вытеснения и заданного теоретически или экспериментально времени сушки зерна [239]. [c.218]

При массовой кристаллизации из растворов возникновение кристаллических зародышей и рост из них кристаллов протекают одновременно,, что затрудняет изучение кинетики процесса. [c.634]

Этап 2000 года Математическое моделирование и алгоритмизация задач нелинейной динамики в процессах массовой кристаллизации из растворов. [c.31]

Предлагаемая читателю монография представляет шестую книгу в единой серии работ авторов под общим названием Системный анализ процессов химической технологии , выпускаемых издательством Наука с 1976 г. Три первые монографии (Основы стратегии. М. Наука, 1976 Топологический принцип формализации. М. Наука, 1979 Статистические методы идентификации объектов химической технологии. М. Наука, 1982) посвящены общим вопросам теории системного анализа в химии и химической технологии. В четвертой и пятой монографиях (Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. М. Наука, 1983 Процессы измельчения и смешения сыпучих материалов. М. Наука, 1985) рассмотрены вопросы применения стратегии системного анализа для решения практических задач расчета и оптимизации конкретных процессов химической технологии, отличающихся повышенной сложностью внутренней структуры. [c.3]

Согласно этим представлениям, массовая кристаллизация из раствора определяется ростом единичных кристаллов, зародившихся в начале процесса. Теплообмен должен быть полностью подчинен кристаллизации, создавая лишь оптимальные условия, обеспечивающие максимальную скорость кристаллизации на зародившихся кристаллах и предотвращающие возникновение новых центров кристаллизации. Отсюда следует, что по мере роста кристаллов их суммарная поверхность растет и количество выкристаллизовавшегося сахара к концу процесса должно расти пропорционально кубу времени [245] [c.51]

Конечная цель системного анализа на уровне отдельного химико-технологического процесса — построение функционального оператора (модуля химико-технологического процесса), который используется в дальнейшем для решения задач оптимизации, управления, проектирования процессов, а также для решения задач выс-щих ступеней иерархии химического производства. Необходимость применения системного подхода особенно остро стоит при анализе сложных ФХС, т. е. систем, для которых характерны многообразие явлений, совмещенность и взаимодействие явлений различной физико-химической природы. К таким системам можно отнести процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы. [c.3]

Пятый уровень иерархической структуры процесса массовой кристаллизации из растворов составляет совокупность явлений, которые определяют гидродинамическую обстановку в масштабе кристаллизатора. Исходным фактором, определяющим специфику эффектов пятого уровня иерархии, служат конструктивные особенности кристаллизатора КОКр (рис. 2). К последним можно отнести геометрические особенности кристаллизатора, тип перемешивающих и теплообменных устройств, расположение входных и выходных патрубков и т. п. Непосредственно конструктивными особенностями кристаллизатора определяются подвод внешней механической энергии ПВМЭ (дуга /), идущей на создание (дуга 4) механического перемешивания в системе МехП, и подвод (или отвод) тепловой энергии ПТЭ (дуга 3), связанный с конструктивными особенностями теплообменных устройств и режимом подачи теплоносителей. [c.11]

Таким образом, система уравнений термогиДромеханики, описывающая процесс массовой кристаллизации из растворов и газов с учетом явления вторичного (контактного) зародыщеобразования, представлена соотношениями (1.115)—(1.116), (1.120) — 0-124). [c.52]

Кольцова Э. М. Системный анализ процессов массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы (на примере щавелевой кислоты) Автореф. дис... канд. техн. наук. М. МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1978. 16 с. [c.147]

В настоящем разделе на основе синтеза функционального оператора процесса массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы получим как частные случаи уравнения моделей кристаллизаторов различных конструкций. Подробный анализ конструкций кристаллизаторов приводится в работах [1—9]. Для того чтобы не описывать математическую модель каждого кристаллизатора в отдельности, рассмотрим ряд попыток классификации промышленных кристаллизаторов. Они выполняются по-разному в зависимости от поставленной задачи. Особого внимания заслуживает классификация, данная в работе [4], которая охватывает конструкции, наиболее широко используемые в мировой практике промышленной кристаллизации из растворов. Все типы кристаллизаторов классифицировались по следующим признакам- по способу создания пересыщения (охладительные, вакуум-кристаллизаторы, выиарные и т.д.), по способу организации процесса (периодические и непрерывные), по виду циркуляции рабочего потока (с циркулирующей суспензией или с циркулирующим раствором). В отличие от работы [4] в работе [1] объединены вакуум-кристаллизаторы и охладительные кристаллизаторы в одну группу и дарю название аппараты для изогидрической кристаллизации , поскольку выделение кристаллов в них осуществляется охлаждением горячих концентрированных растворов при постоянстве растворителя. В дальнейшем была предложена классификация кристаллизаторов на базе моделей движений жидкой и твердой фаз [10]. В соответствии с такой классификацией рассматриваются четыре типа кристаллизаторов [11] кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором смешанного продукта (MSMPR) кристаллизатор с перемешиванием суспензии и отбором классифицированного продукта (MS PR) кристаллизатор с классификацией суспензии и отбором классифицированного продукта ( SPR) аппараты периодического действия. В данной работе будем придерживаться этой последней классификации. [c.155]

Построим модель процесса массовой кристаллизации из растворов в кристаллизаторе с естественной циркуляцией типа SPR. В работе [69] описан кристаллизатор непрерывного действия, работающий по принципу темплообмена путем непосредственного соприкосновения кристаллизующегося раствора и инертного охлаждающего агента, который обладает меньшей плотностью и не смешивается с раствором. Подобная установка для кристаллизации четырехводного нитрата [c.221]

В.В.Кафаровым и И.Н.Дороховым сформулированы основы стратегии системного анализа ХТП введено понятие физико-химической системы (ФХС) как совокупности детерминированно-стохастаческих эффектов и явлений различной природы, происходящих в рабочем объеме агтарата разработана общая методология математического моделирования ХТП как сложных ФХС с использованием топологического принципа формализации, который позволяет изучить комплекс составляющих данный процесс элементов и явлений, автоматизировать все процедуры построения математического описания ХТП проанализированы различные методы построения функциональных операторов (моделей) ФХС и идентификации их параметров рассмотрены задачи системного анализа основных процессов химической технологии (массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы, измельчения и смешения сыпучих материалов, сушки, экстракции, ректификации, гетерогенного катализа, полимеризации). [c.12]

Особый интерес представляет задача моделирования процессов нелинейной динамики, которые, в своей основе, являются нестационарными при неизменяющихся виещних условиях. Объектом нелинейной динамики может служить процесс массовой кристаллизации из растворов малорастворимых веществ. Разработка модели осуществлялась для процесса кристаллизации двухосновного фосфита свинца, получаемого в ходе химической реакции [c.22]

Проблема непрерывной кристаллизации решена для многих веществ в химической и других отраслях промышлен1юсти. Однако существуют еще вещества, для которых (вследствие специфических свойств и особых требования, предъявляемых к качеству кристаллов) проблема непрерывной кристаллизации не решена. Одно из таких веществ — сахароза, которую в кристаллическом виде получают методом массовой кристаллизации из раствора в вакуум-ап-парате. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология