Основные процессы и аппараты химической технологии ЛИТЕРАТУРА

Основные процессы и аппараты химической технологии

ЛИТЕРАТУРА 1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9 -е, М. : Химия. 1973 – 754 с. 2. Плановский А. Н. , Николаев П. И. Основные процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. Изд. 2 -е, М. : Химия. 1972 – 493 с. 3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский и др. Под ред. Ю. И. Дытнерского. Изд. 2 -е, М. : Химия. 1991 – 496 с. 4. Аксартов М. М. Основные процессы и аппараты химической технологии. Курс лекций. Изд Кар. ГУ в 1 -2 т.

Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов I. Общие сведения 1. Предмет курса "Процессы и аппараты" 2. Возникновение и развитие науки о процессах и аппаратах 3. Классификация основных процессов 4. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов 5. Различные системы единиц измерения физических величин

Классификация основных процессов n n n Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики — науки о движении жидкостей и газов. Тепловые процессы, протекающие со скоростью, определяемой законами теплопередачи — науки о способах распространения тепла. Массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких Химические (реакционные) процессы, которые протекают со скоростью, определяемой законами химической кинетики. компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. Механические процессы, описываемые законами механики твердых тел.

По способу организации процессы делятся на: 1. 2. 3. Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые через определенные промежутки времени загружаются исходные материалы; после их обработки из этих аппаратов выгружаются конечные продукты. Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий, которых протекают непрерывно.

По распределению времен пребывания различают: 1. 2. 3. 4. В аппаратах идеального вытеснения все частицы движутся в заданном направлении; не перемешиваясь с движущимися впереди и сзади частицами и полностью вытесняя находящиеся впереди частицы потока. В аппаратах идеального смешения поступающие частицы сразу же полностью перемешиваются с находящимися там частицами, т. е. равномерно распределяются в объеме аппарата. Реальные непрерывно действующие аппараты представляют собой аппараты промежуточного типа. Процессы могут быть также классифицированы в зависимости от изменения их параметров (скоростей, температур, концентраций и др. ) во времени. По этому признаку процессы делятся на установившиеся (стационарные) и не установившиеся (нестационарные, или переходные).

Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов Материальный баланс = + Тепловой баланс. = +

Гидромеханические процессы. II. Основы гидравлики. Общие вопросы прикладной гидравлики в химической аппаратуре 1. Основные определения 2. Некоторые физические свойства жидкостей А. Гидростатика 3. Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера 4. Основное уравнение гидростатики 5. Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики

К характеристике вязкости

n Закон внутреннего трения Ньютона Поверхностное натяжение выражается в следующих единицах: в системе СИ [ν] =[дж/м 2]=[н·м/м]= [н/м] в системе СГС ] = эрг/см 2] = [дин/см 2] в системе МКГСС ] = кгс·м/м 2] = кгс/м]

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. А. ГИДРОСТАТИКА Дифференциальные уравнения равновесия Эйлера

Уравнения (II, 15) представляют собой дифференциальные уравнения равновесия Эйлера. (II, 15)

Основное уравнение гидростатики К основному уравнению гидростатики

Для каждой точки покоящейся жидкости сумма нивелирной высоты и пьезометрического напора есть величина постоянная. (II, 18) (II, 18 г) n Последнее уравнение является выражением закона Паскаля, согласно которому давление, создаваемое в любой точке покоящейся несжимаемой жидкости, передается одинаково всем точкам ее объема.

Некоторые практические приложения основного уравнения гидростатики Условия равновесия в сообщающихся сосудах: Рис. II-4. Условия равновесия в сообщающихся сосудах: а – однородная жидкость; б – разнородные (несмешивающиеся) жидкости

В открытых или закрытых находящихся под одинаковым давлением сообщающихся сосудах, заполненных однородной жидкостью, уровни ее располагаются на одной высоте независимо от формы и поперечного сечения сосудов

Рис. II-5. К определению высоты гидравлического затвора в непрерывно действующем жидкостном сепараторе Рис. II-6. Пневматический измеритель уровня жидкости

Гидростатические машины.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. Б. Гидродинамика 1. Основные характеристики движения жидкостей 2. Уравнение неразрывности (сплошности) потока 3. Дифференциальные уравнения движения Эйлера 4. Дифференциальные уравнения движения Навье-Стокса 5. Уравнение Бернулли 6. Некоторые практические приложения уравнения Бернулли 7. Движение тел в жидкостях 8. Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои 9. Гидродинамика кипящих (псевдоожиженных) зернистых слоев 10. Элементы гидродинамики двухфазных потоко 11. Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах

Гидравлический радиус Под гидравлическим радиусом r (м) понимают отношение площади затопленного сечения трубопровода или канала, через которое протекает жидкость, т. е. живого сечения потока, к смоченному периметру: (II, 26)

Эквивалентный диаметр равен диаметру гипотетического трубопровода круглого сечения, для которого отношение площади S к смоченному периметру П то же, что и для данного трубопровода некруглого сечения.

Установившийся и неустановившийся потоки. Движение жидкости является установившимся, или стационарным, если скорости частиц потока, а также все другие влияющие на его движение факторы (плотности, температуры, давления и др. ), не изменяются, во времени в каждой фиксированной точке пространства, через которую проходит жидкость. В этих условиях для каждого сечения потока расходы жидкости постоянны во времени.

Режимы движения жидкости. n n Движение, при котором все частицы жидкости движутся по параллельным траекториям, называют струйчатым, или ламинарным. Неупорядоченное движение, при котором отдельные частицы жидкости движутся по запутанным, хаотическим траекториям, в то время как вся масса жидкости в целом перемещается в одном направлении, называют турбулентным.

Опыт Рейнольдса Рис. II-8. Опыт Рейнольдса: а – ламинарное движение; б – турбулентное движение

Критерий Рейнольдса (Re) n Критерий Re является мерой соотношения между силами вязкости и инерции в движущемся потоке.

Распределение скоростей и расход жидкости при установившемся ламинарном потоке.

Закон Стокса Уравнение представляет собой закон Стокса, выражающий параболическое распределение скоростей в сечении трубопровода при ламинарном движении.

Уравнение Пуазейля n При ламинарном потоке в трубе средняя скорость жидкости равна половине скорости по оси трубы.

Распределение скоростей

Турбулентная вязкость n Турбулентная вязкость, в отличие от обычной вязкости, не является физико-химической константой, определяемой природой жидкости, ее температурой и давлением, но зависит от скорости жидкости и других параметров, обусловливающих степень турбулентности потока (в частности, расстояния от стенки трубы и т. д. ).

Уравнение неразрывности (сплошности) потока

Дифференциальное уравнение неразрывности потока для неустановившегося движения сжимаемой жидкости. Дифференциальное уравнение неразрывности потока несжимаемой жидкости.

Уравнение постоянства расхода.

Уравнение постоянства расхода n Эти выражения представляют собой уравнение неразрывности (плотности) потока в его интегральной форме для установившегося движения. Это уравнение называется также уравнением постоянства расхода или материальный баланс потока. 1 w 1 S 1 = 2 w 2 S 2 = 3 w 3 S 3 M 1 = М 2 = М 3 n Скорости капельной жидкости в различных поперечных сечениях трубопровода обратно пропорциональны площадям этих сечений. w 1 S 1 = w 2 S 2 = w 3 S 3 = const Q 1 = Q 2 = Q 3

Дифференциальные уравнения движения Эйлера n Система уравнений (II, 46) с учетом выражений (II, 47) представляет собой дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости Эйлера для установившегося потока. (II, 46) (II, 47)

Дифференциальные уравнения движения Навье-Стокса

Уравнения Навье-Cтокса n Уравнения Навье-Cтокса, описывающие движение вязкой капельной жидкости.

Уравнение Бернулли n n Уравнение Бернулли для идеальной жидкости Величину называют полным гидродинамическим напором, или просто гидродинамическим напором.

Следовательно, согласно уравнению Бернулли, для всех поперечных сечений установившегося потока идеальной жидкости гидродинамический напор остается неизменным. z — нивелирная высота, называемая также геометрическим, или высотным, напором (hг), представляет собой удельную потенциальную энергию положения в данной точке (данном сечении); – напор давления (hдавл), или пьезометрический напор, характеризует удельную потенциальную энергию давления в данной точке (данном сечении). Сумма z+ , называемая полным гидростатическим, или просто статическим напором (hст), следовательно, выражает полную удельную потенциальную энергию в данной точке (данном сечении).

Уравнение Бернулли n n Таким образом, согласно уравнению Бернулли, при установившемся движении идеальной жидкости сумма скоростного и статического напоров, равная гидродинамическому напору, не меняется при переходе от одного поперечного сечения потока к другому. Таким образом, уравнение Бернулли является частным случаем закона сохранения энергии и выражает энергетический баланс потока.

Некоторые практические приложения уравнения Бернулли n Принципы измерения скорости и расхода жидкости.

Труба Вентури

Истечение жидкостей.

Движение тел в жидкостях

Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои

Структура потоков и распределение времени пребывания жидкости в аппаратах

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ n 1. 2. 3. 4. 5. Перемещение жидкостей Объемные насосы Конструкция объемных насосов Центробежные насосы Конструкция центробежных насосов Насосы других типов. Сифоны

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ В зависимости от принципа действия насоса увеличение энергии и давления жидкости может быть осуществлено: 1. в объемных насосах—путем вытеснения жидкости из замкнутого пространства насоса телами, движущимися возвратно-поступательно или вращающимися; 2. в лопастных или центробежных насосах – центробежной силой, возникающей в жидкости при вращении лопастных колес; 3. в вихревых насосах – интенсивным образованием и разрушением вихрей, возникающих при вращении рабочих колес; 4. в струйчатых насосах – движущейся струей воздуха, пара или воды; 5. в газлифтах – образованием пены при подаче воздуха или газа в жидкость; 6. в монтежю и сифонах – давлением воздуха, газа или пара на жидкость.

Объемные насосы

Насос с проходным (дисковым) поршнем

Дифференциальные насосы.

Поршневые насосы. Вертикальный плунжерный насос тройного действия.

Конструкции клапанов

Рис. III-8. Конструкции клапанов. I – шаровой клапан. 1 - корпус; 2 – клапан; 3 – крышка. II – откидной клапан. 1 – крышка; 2 – седло.

Мембранные (диафрагмовые) насосы Рис. III-9. Диафрагмовый насос: 1 – корпус; 2 – клапаны; 3 – цилиндр; 4 – плунжер; 5 – диафрагма (мембрана).

Прямодействующий паровой насос

Роторный пластинчатый эксцентриковый насос Роторный шестеренчатый насос

Центробежные насосы III-13 Рис. III-13. Схема центробежного насоса: 1 – приемный клапан; 2 - всасывающий трубопровод; 3 – рабочее колесо; 4 – вал; 5 – корпус; 6 – задвижка; 7 – обратный клапан; 8 – нагнетательный трубопровод.

Кислотоупорный центробежный насос

Типы сальников n n I – сальник с гидравлическим затвором: 1 – фонарь; 2 – сальник. II – сальник для кислот: 1, 2 – кольцевые полости; 3, 4 – отводные отверстия. III – сальник пружинный: 1 – прокладка; 2 – пружина.

Безсальниковый насос n 1 корпус, 2 – крышка, 3 – рабочее колесо, 4 – втулка корпуса, 5 – фасонная втулка, 6 – втулка, 7 – левый диск, 8 – шпилька, 9 – правый диск, 10 – стяжная шпилька, 11 – пружина, 12 – вал, 13, 14 – кольца.

III-17

Горизонтальный пропеллерный насос 1—корпус, 2—вал, 3—рабочее колесо

Вихревые насосы.

Монтежю. Рис. III-8. Монтежю: 1 – труба наполнения; 2, 3, 4, 5, 8 – краны; 6 – манометр; 7 – трубы для передавливания

Струйные насосы. Паровой насос. Рис. III-22. Паровой насос. 1 – паровой штуцер; 2 – паровое сопло; 3 – смешивающее сопло; 4 - всасывающая камера; 5 – всасывающий штуцер; 6 - диффузор; 7 – нагнетательный штуцер; 8 – штуцер конденсата; 9, 10 - обратные клапана.

Водоструйный насос. III-22 Рис. III-22. Водоструйный насос. 1 – сопло; 2 – отверстие; 3 – всасывающий трубопровод; 4 1 – сопло; 2 – отверстие; 3 – всасывающий штуцер трубопровод; 4 - штуцер III-23

Схема воздушного подъемника Рис. III-24. Схема воздушного подъемника: 1, 2 – трубы; 3 – смеситель; 4 - сепаратор Рис. III-24

Воздушные подъемники (эрлифты) и сифоны Рис. III-25. Системы воздушных подъемников 1 – воздушная труба; 2 – подающая труба для смеси; 3 – смеситель. Рис. III- 26. Сифоны. 1 – резервуар; 2 – сифонная труба; 3, 4, 5 – краны, 6 – смотровой канал

Перемещение и сжатие газов (компрессорные машины) n n n n 1. Общие сведения 2. Поршневые компрессоры 3. Ротационные компрессоры и газодувки 4. Центробежные машины 5. Осевые вентиляторы и компрессоры 6. Винтовые компрессоры 7. Вакуум-насосы 8. Сравнение и области применения компрессорных машин различных типов

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И СЖАТИЕ ГАЗОВ (КОМПРЕССОРНЫЕ МАШИНЫ) n n n n Общие сведения Машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов, называют компрессорными машинами. В зависимости от степени сжатия различают следующие типы компрессорных машин: вентиляторы ( < 1. 1) — для перемещения больших количеств газов; газодувки (1. 1 < < 3. 0) — для перемещения газов при относительно высоком сопротивлении газопроводящей сети; компрессоры ( > 3. 0) — для создания высоких давлений; вакуум-насосы — для отсасывания газов при давлении ниже атмосферного.

Поршневые компрессоры n Одноступенчатый горизонтальный компрессор простого действия Рис. IV-1. Схемы одноступенчатых поршневых компрессоров: а – одноцилиндровый простого действия; б – одноцилиндровый двойного действия; в – двухцилиндровый простого действия. 1 = цилиндр; 2 – поршень; 3 – всасывающий клапан; 4 – нагнетательный клапан; 5 – шатун; 6 – кривошип; 7 – маховик; 8 – ползун (крейцкопф)

Многоступенчатое сжатие. Рис. IV-2. Схемы многоступенчатых поршневых компрессоров. а, б, в – со ступенями сжатия в отдельных цилиндрах (а – одновременного исполнения; б – двухрядного исполнения; в – с V-образным расположением цилиндров); г – с дифференциальным поршнем: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – всасывающий клапан; 4 – нагнетательный клапан; 5 – шатун; 6 – ползун (крейцкопф); 7 – кривошип; 8 – маховик; 9 – промежуточный холодильник.

Ротационные компрессоры и газодувки Пластинчатые компрессоры.

Ротационные компрессоры и газодувки

Центробежные машины Вентиляторы.

Турбогазодувки.

Турбогазодувки. Рис. IV-8. Схема многоcтупенчатой турбогазодувки. 1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – направляющий аппарат; 4 – обратный клапан. Рис. IV-9. Энтропийная диаграмма сжатия газа в турбогазодувке

Осевые компрессоры.

Винтовые компрессоры Рис. IV-12. Схема винтового компрессора 1, 2 – роторы; 3 - корпус

Разделение неоднородных систем V. Разделение неоднородных систем 1. Неоднородные системы и методы их разделения 2. Разделение жидких систем 2. Материальный баланс процесса разделения А. Отстаивание 3. Скорость стесненного осаждения (отстаивания) 4. Отстойники Б. Фильтрование 5. Общие сведения 6. Фильтровальные перегородки 7. Устройство фильтров

А. ОТСТАИВАНИЕ

Отстойники Отстойник полунепрерывного действия с наклонными перегородками.

Отстойник непрерывного действия Рис. IV-3. Отстойник непрерывного действия с гребковой мешалкой 1 – корпус; 2 – кольцевой желоб; 3 - мешалка; 4 – лопасти с гребками; 5 – труба для подачи исходной суспензии; 6 – штуцер для вывода осветленной жидкости; 7 – разгрузочное устройство для осадка (шлама); 8 – электродвигатель.

Рис. V-6. Отстойник непрерывного действия с коническими полками; 1 – штуцер для подвода разделяемой суспензии; 2 – конические полки; 3 – штуцер для отвода шлама; 4 – каналы для отвода осветленной жидкости; 5 – штуцер для вывода осветленной жидкости

Рис. V-7. Отстойник непрерывного действия для разделения суспензий. 1 – штуцер для подвода эмульсий; 2 – перфорированная перегородка; 3 – трубопровод для отвода легкой фазы; 4 – трубопровод для отвода тяжелой фазы; 5 устройство для разрыва сифона.

Б. ФИЛЬТРОВАНИЕ Рис. V-8. Схема процесса фильтрования. 1 – фильтр; 2 – фильтровальная перегородка; 3 суспензия; 5 осадок

Устройство фильтров Рис. V-10. Нутч, работающий под давлением до 3 атм. 1 – корпус; 2 – турбина; 3 - съемная крышка; 4 – фильтрующее дно; 5 – фильтровальная перегородка; 6 – опорная перегородка; 7 – защитная сетка; 8 – колцевая перегородка; 9 – штуцер для подачи суспензии; 10 – штуцер для подачи сжатого воздуха; 11 – штуцер для удаления фильтрата; 12 – предохранительный клапан

Фильтрпресс

Барабанные фильтры. Рис. V-13. Схема действия барабанного вакуум-фильтра с наружной поверхностью фильтрования. 1 – барабан; 2 – соединительная трубка; 3 – распределительное устройство; 4 – резервуар для суспензии; 5 – качающаяся мешалка; 6, 8 - полости распределительного устройства; 7 – разбрызгивающее устройство; 9 – бесконечная лента; 10 – направляющий ролик; 11, 13 – полости распределительного устройства, сообщающиеся с источником сжатого воздуха; 12 – нож для съема осадка.

В. Центрифугирование Г. Разделение газовых систем (очистка газов) VI. Перемешивание в жидких средах В. Центрифугирование 1. Основные положения 2. Устройство центрифуг Г. Разделение газовых систем (очистка газов) 1. Общие сведения 2. Гравитационная очистка газов 3. Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил 4. Очистка газов фильтрованием 5. Мокрая очистка газов 6. Электрическая очистка газов VI. Перемешивание в жидких средах 1. Общие сведения 2. Механическое перемешивание 3. Механические перемешивающие устройства

Устройство центрифуг n Трехколонные центрифуги. Рис. V-14. Трехколонная центрифуга. 1 – перфорированный ротор; 2 – опорный конус; 3 – лаг; 4 – дно станины; 5 неподвижный кожух; 6 – крышка кожуха; 7 – станина; 8 – тяга; 9 – колонка; 10 – ручной тормоз.

Подвесные центрифуги. Рис. V-15. Подвесная центрифуга. 1 - трубопровод для подачи суспензии; 2 – ротор со сплошными стенками; 3 – вал; 4 – неподвижный кожух; , 5 штуцер для удаления жидкости; 6 – коническая крышка; 7 – соединительные ребра

Горизонтальные центрифуги с ножевым устройством для удаления осадка. Рис. V-16. Горизонтальная центрифуга с ножевым устройством для удаления осадка. 1 – перфорированный ротор; 2 – труба для подачи суспензии; 3 – кожух; 4 – штуцер для удаления фугата; 5 – нож; 6 – гидравлический цилиндр для подъема ножа; 7 наклонный желоб; 8 – канал для удаления осадка

Центрифуги с пульсирующим поршнем для выгрузки осадка. Рис. V-17. Центрифуга с пульсирующим поршнем для выгрузки осадка. 1 – труба для поступления суспензии; 2 коническая воронка; 3 – перфорированный ротор; 4 – металлическое щелевое сито; 5 – поршень; 6 – штуцер для удаления фугата; 7 – канал для отвода осадка; 8 – шток; 9 – полый вал; 10 – диск, перемещающийся возвратно-поступательно

Центрифуги со шнековым устройством для выгрузки осадка. Рис. V-18. Центрифуга с шнековым устройством для выгрузки осадка. 1 – наружная труба; 2, 4 – отверстие для прохождения суспензии; 3 – внутренняя труба; 5 – конический ротор со сплошными стенками; 6 – цилиндрическое основание шнека; 7 – шнек; 8 – кожух; 9 – полые цапфы; 10 – отверстия для прохождения осадка; 11 – камера для осадка; 12 – отверстие для прохождения фугата; 13 – камера для фугата.

Центрифуги с инерционной выгрузкой осадка. Рис. V-19. Центрифуга с инерционной выгрузкой осадка. 1 – воронка для поступления суспензии; 2 – ротор; 3 – канал для удаления жидкой фазы; 4 – канал для удаления твердой фазы; 6 – шнек.

Жидкостные сепараторы. Рис. V-20. Жидкостной сепаратор тарельчатого типа. 1 – труба для подачи эмульсии; 2 – тарелки; 3 – отверстие для отвода более тяжелой жидкости; 4 – отверстия для отвода более легкой жидкости; 5 – ребра.

1. 2. 3. 4. 5. РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВЫХ СИСТЕМ (ОЧИСТКА ГАЗОВ) Различают следующие способы очистки газов: осаждение под действием сил тяжести (гравитационная очистка); осаждение под действием инерционных, в частности центробежных сил; фильтрование; мокрая очистка; осаждение под действием электростатических сил (электрическая

Гравитационная очистка газов Пылеосадительные камеры. Рис. V-21. Пылеосадительная камера. 1 – камера; 2 – горизонтальные перегородки (полки); 3 отражательная пергородка; 4 – дверцы.

Очистка газов под действием инерционных и центробежных сил Инерционные пылеуловители. Рис. V-22. Инерционный жалюзийный пылеуловитель. 1 – первичный жалюзийный пылеуловитель; 2 – циклон; 3 – патрубки для очищенного газа; 5 – пылеотводящий патрубок.

Циклон Рис. V-23. Циклон конструкции НИИОгаз. 1 – корпус; 2 – коническое днище; 3 – крышка: 4 – кходной патрубок; 5 – пылесборник; 6 - выхлопная труба.

Батарейный циклон V-24. V-25. Рис. V-26. Элемент прямоточного батарейного циклона. 1 – закручивающее устройство; 2 входной патрубок; 3 – кольцевой щелевой зазор; 4 – выхлопной патрубок.

Очистка газов фильтрованием В зависимости от вида фильтровальной перегородки различают следующие фильтры для газов: а) с гибкими пористыми перегородками из природных, синтетических и минеральных волокон (тканевые материалы), нетканых волокнистых материалов (войлок, картон и др. ), пористых листовых материалов (губчатая резина, пенополиуретан и др. ), металлоткани; б) с полужесткими пористыми перегородками (слои из волокон, стружки, сеток); в) с жесткими пористыми перегородками из зернистых материалов (пористые керамика, пластмассы, спеченные или спрессованные порошки металлов и др. ); г) с зернистыми слоями из кокса, гравия, кварцевого песка и др.

Фильтры с гибкими пористыми перегородками. Рис. V-27. Рукавный фильтр с механическим встряхиванием и обратной продувкой ткани. I-IV – секции фильтра; 1, 9 – вентиляторы; 2 – входной газоход; 3 – камера; 4 – рукава; 5 – распределительная решетка; 6, 8 – дроссельные клапаны; 7 – выхлопная труба; 10 – встряхивающий механизм; 11 – рама; 12 – шнек; 13 – шлюзовой затвор.

Фильтры с жесткими пористыми перегородками Металлокерамический фильтр Рис. V-28. Металлокерамический фильтр. 1 – корпус; 2 – металлические гильзы; 3 – решетка; 4 - входной штуцер; 5 – выходной штуцер; 6 – коллектор сжатого воздуха; 7 – бункер.

Фильтры с зернистыми слоями. Рис. V-29. Фильтр непрерывного действия с движущимся слоем зернистого фильтрующего материала. 1 – корпус; 2 – фильтровальная перегородка; 3 – фильтрующий материал; 4 входной штуцер; 5 – выходной штуцер; 6 – затворы; 7 – питатели.

Мокрая очистка газов Центробежные скрубберы. V-30

Скрубберы Вентури. V-31

Барботажный пылеуловитель V-32

Электрическая очистка газов V-33

V-34

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ В ЖИДКИХ СРЕДАХ Способы перемешивания. Независимо от того, какая среда смешивается с жидкостью — газ, жидкость или твердое сыпучее вещество, — различают два основных способа перемешивания в жидких средах: механический (с помощью мешалок различных конструкций) и пневматический (сжатым воздухом или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в трубопроводах и перемешивание с помощью сопел и насосов.

Механическое перемешивание n Механические перемешивающие устройства Типы мешалок и аппаратов VI-1

Мешалки VI-2 VI-6 VI-5 VI-7 Рис. VI-7. Пропеллерная мешалка с диффузором. 1 – корпус аппарата; 2 – вал; 3 – пропеллер; 4 – диффузор.

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ Кристаллизацией называют выделение твердой фазы в виде кристаллов главным образом из растворов и расплавов. Кристаллы представляют собой однородные твердые тела различной геометрической формы, ограниченные плоскими гранями. Каждому химическому соединению обычно соответствует одна или несколько кристаллических форм, отличающихся положением и числом осей симметрии. Явление образования нескольких кристаллических форм у данного химического соединения носит название полиморфизма. Кристаллы, включающие молекулы воды, называют кристаллогидратами, причем в зависимости от условий проведения процесса кристаллизации одно и то же вещество может кристаллизоваться с разным числом молекул воды.

Устройство кристаллизаторов По принципу действия различают следующие типы промышленных кристаллизаторов: 1. кристаллизаторы с удалением части растворителя; 2. кристаллизаторы с охлаждением раствора; 3. вакуум-кристаллизаторы; 4. кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем.

Кристаллизаторы с удалением части растворителя. VII-2

Качающиеся кристаллизаторы VII-3

Шнековые кристаллизаторы.

Барабанные кристаллизаторы.

Вальцовые кристаллизаторы. VII-6

Вакуум-кристаллизаторы.

Кристаллизаторы с псевдоожиженным слоем. VII-8

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ Измельчение твердых материалов 1. Общие сведения А. Крупное дробление 2. Щековые дробилки 3. Конусные дробилки Б. Среднее и мелкое дробление 4. Валковые дробилки 5. Ударно-центробежные дробилки В. Тонкое измельчение 6. Барабанные мельницы 7. Кольцевые мельницы Г. Сверхтонкое измельчение 8. Мельницы для сверхтонкого измельчения

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

В зависимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и измельченного материала ориентировочно различают следующие виды измельчения:

Схемы циклов измельчения

КРУПНОЕ ДРОБЛЕНИЕ Щековые дробилки

Общий вид щековой дробилки

Конусные дробилки

СРЕДНЕЕ И МЕЛКОЕ ДРОБЛЕНИЕ Валковые дробилки

Ударно-центробежные дробилки Молотковые дробилки.

Дезинтеграторы и дисмембраторы.

Отражательные дробилки.

ТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ Барабанные мельницы Рис. VIII-11. Схема шаровой диафрагмовой мельницы. 1 – корпус (барабан); 2, 3 – торцовые крышки; 4 – подшипник; 5 – зубчатый венец; 6 – плиты; 7 загрузочная цапфа; 8 – разгрузочная цапфа; 9 – диафрагма; 10 - лифтеры; 11 – шары.

Мельницы самоизмельчения.

Кольцевые мельницы

СВЕРХТОНКОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ Вибрационные мельницы.

Струйные мельницы.

Мельница с вертикальной трубчатой помольной камерой Рис. VIII-18. Схема струйной мельницы с трубчатой помольной камерой. 1 – трубчатый контур; 2 – сопла; 3 – инжектор; 4, 5 – колена труб; 6 - жалюзийный пылеразделитель; 7 – выхлопная труба.

КЛАССИФИКАЦИЯ IX. Классификация и сортировка материалов 1. Грохочение 2. Гидравлическая классификация и воздушная сепарация X. Смешение твердых материалов

КЛАССИФИКАЦИЯ И СОРТИРОВКА МАТЕРИАЛОВ Известны два основных способа классификации: 1. ситовая (грохочение) — механическое разделение на ситах; 2. гидравлическая — разделение смеси на классы зерен, обладающих одинаковой скоростью осаждения в воде или в воздухе. Разделение смеси зерен на классы в воздушной среде называется воздушной сепарацией.

Грохочение Сита и ситовый анализ.

Устройство грохотов.

Гирационный (полувибрационный) грохот

Вибрационные грохоты

Гидравлическая классификация и воздушная сепарация Механические классификаторы.

Чашевый классификатор

Воздушные сепараторы.

СМЕШЕНИЕ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Смесовые барабаны.

Смесители с вращающимися лопастными рабочими органами

Шнековый лопастной смеситель

Смесители центробежного действия с вращающимся конусом

ДОЗИРОВАНИЕ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Бункеры

Затворы к бункерам

Питатели Лотковые питатели.

Плунжерные питатели X-14

Тарельчатые питатели. X-13

Лопастные (секторные) питатели.

Дозаторы и весы

Весовые ленточные дозаторы

Весовой ленточный дозатор с электрорегулированием.