60 Билет

Перемешивание -гидромеханический процесс перемещения частиц в жидкой среде с целью их равномерного распределения во всем объеме под действием импульса, передаваемого среде механическим устройством , струей жидкости или газа.

Цели перемешивания



Создание суспензий- обеспечение равномерного распределения твердых частиц в

объеме жидкости;



Образование эмульсий, аэрация- равномерное распределение и дробление до

заданных размеров частиц жидкости в жидкости или газа в жидкости;



Интенсификация нагревания или охлаждения обрабатываемых масс;



Интенсификация массообмена в перемешиваемой системе (растворение, выщелачивание)

Основные схемы перемешивания

Механическое-перемешивание мешалками, вращающимися в аппарате с

перемешиваемой средой.



Барботажное -перемешивание путем пропускания через жидкую среду потока

воздуха или газа, раздробленного на мелкие пузырьки, которые, поднимаясь в слое жидкости под действием Архимедовой силы, интенсивно перемешивают

жидкость.



Циркуляционное перемешивание -перемешивание, осуществляемое путем

создания многократных циркуляционных потоков в аппарате с помощью насоса.

Эффективность перемешивания обеспечивается выбором параметров аппарата,

перемешивающего устройства, числа оборотов мешалки, обеспечивающих равномерность концентрации смеси в аппарате с заданной интенсивностью

(т.е. за заданное время).

ПЕРЕМЕШИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Перемешивающие устройства применяются в химической промышленности для следующих целей:

• получение однородных растворов;

• получение эмульсий и суспензий;

• увеличение поверхности межфазного контакта;

• интенсификация процессов тепло- и массопередачи.

Известны три основных способа перемешивания:

1. Пневматическое.

2. Гидравлическое.

3. Механическое.

61 Билет

Контактные выпарные аппараты. Для химически агрессивных р-ров, особенно при высоких т-рах, напр. H₂SO₄, СаС1₂, Na₂SO₄*10H₂O (мирабилит), применяют аппараты с т. наз. погружным горением(рис. 2) - цилиндрич. емкости из углеродистой стали, футерованные кислотоупорной плиткой или гуммированные. В них топочныегазы, используемые кактеплоноситель, образуются в результатесжигания топлива(напр., прир.газа) в горелках, к-рые погружены в концентрируемый р-р. Этигазыбарботируют через р-р и удаляются вместе с вторичнымпаром. Важное достоинство такихвыпарных аппаратов- отсутствие пов-ститеплообмена, что обеспечивает сравнительно простое решение вопросов коррозионной стойкости материалов, из к-рых изготовлены аппараты. Недостатки: большой расходтоплива, невозможность использования вторичногопарав кач-ветеплоносителя(удаляется в смеси сгазами), загрязнениеатмосферытопочнымигазамии продуктами уноса р-рапаром.

Рис. 2. Выпарной аппаратс погружнымгорением: 1 -горелка; 2-корпус.

Для получения небольших масс продукта (неск. г или кг) в лаб. условиях обычно применяют стеклянные колбы, снабженные внутр. или внеш. конденсаторами.

Аппараты с погружным горением для выпаривания различных химических растворов и пищевых сред.

Аппараты с погружным горением применяют для нагрева и выпаривания различных химических растворов и в ряде слу­чаев для пищевых сред до высоких концентраций. В упаривае­мый раствор погружаются горелки с барботажными устройст­вами (применяются также туннельные, диафрагмовые и цик­лонные горелки с трубчатыми, решетчатыми, тарельчатыми и эрлифтными барботерами), распределяющими продукты сго­рания по объему выпариваемой жидкости. На рис. 1 пока­зана схема установки с погружным сгоранием газа. Парогазовая смесь из аппарата поступает в конденсатор, где сгущаются пары растворителя, а газ удаляется в атмосферу или посту­пает в абсорбер. Удаление сгущенного раствора из аппарата производят при помощи эрлифта. Достоинствами аппарата с погружным горением являются: простота устройства, отсут­ствие поверхности нагрева, высокий коэффициент теплоотдачи, отсутствие отложений.

Применение твердых частиц во взвешенном слое также снижает накипеобразование. Нефильтрованный сок свеклосахар­ного производства при движении в подогревателе со скоростью v>2,5 м/с не дает отложений, поскольку твердые частицы кар­боната кальция, находящиеся в растворе, оказывают абразив-

Рис. 1. Схема Выпарного Устройства с погружным горением газа:

1 — газодувка с ресивером для газа; 2 — компрессор для воздуха с ресивером: 3 — вы­парной аппарат; 4 — погружная горелка; 5 — эрлифтное устройство; 6 — отстойник; 7 — шнековый питатель; 8 — центрифуга; 9 — ленточный транспортер готового концентрата; 10 — взрывная мембрана (взрывной клапан); 11 — конденсатор поверхностного типа; 12 — регулирующий вентиль для подачи раствора: 13 — расходный бачок; 14 — насос; 15 — бак для некон­центрированного раствора

ное воздействие на отлагающуюся накипь и очищают поверх­ность нагрева. Этот же сок без твердой фазы при движении в подогревателях дает отложения толщиной до 1,5 мм.