Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
Ріст кристалів. Коли зародок досягне свого критичного розміру, на ньому починає рости кристал. Завдяки великій поверхневій енергії зародок адсорбує дедалі нові і нові частинки розчиненої речовини. Кристал росте одночасно в усіх напрямах, однак окремі грані ростуть з різною лінійною швидкістю. Швидкість кристалізації змінюється з часом залежно від умов кристалізації.
Розмір кристалів залежить від умов кристалізації. Великі кристали утворюються внаслідок повільної кристалізації з пересичених розчинів. На розмір і ріст кристалів істотно впливає перемішування розчину, полегшуючи дифузію речовини до граней кристалів. Перемішування також сприяє утворенню великої кількості зародків і нагромадженню дрібних кристалів. Знаходження оптимальної швидкості перемішування розчину, яка визначала б співвідношення між продуктивністю кристалізатора і бажаними розмірами кристалів, є одним з найважливіших завдань раціональної організації масової кристалізації. Для деяких речовин ці співвідношення знайдено експериментально. Форма кристалів визначається природою речовини, що кристалізується з розчину, і значною мірою залежить від домішок. Наявність у розчині навіть зовсім незначної кількості домішок поверхнево-активних речовин може різко впливати на форму і розмір кристалів. Деякі домішки іноді можуть зовсім припинити ріст кристалів, або, навпаки, сприятимуть йому. Одним з практичних заходів добування кристалів великих розмірів і правильної форми є введення в розчин зародкових кристалів і виведення із зони кристалізації дрібних фракцій.
Кристалізація може відбуватись з видаленням частини розчинника випарюванням його при сталій температурі або виморожуванням. Такий спосіб кристалізації називається ізотермічним. Після досягнення потрібного ступеня пересичення кристалізація, як правило, відбувається в тих самих апаратах. Відділення кристалів від маточного розчину і промивання кристалів проводять на фільтрах або в центрифугах. Кристалізація зі зміною температури (політермічна, або ізо-гідрична, кристалізація) відбувається при сталому об'ємі розчину і грунтується на різній розчинності солей залежно від температури. Прикладом такого процесу може бути добування KCl з сильвініту розділенням KCl і NaCl політермічною кристалізацією.
До комбінованих способів кристалізації відносять вакуум-криста-лізацію, кристалізацію з випарюванням частини розчинника в струмені носія та вибіркову, або фракційну, кристалізацію.
2V
4
Будова кристалізаторів. За
принципом роботи відрізняють промислові кристалізатори з видаленням частини розчинника, з охолодженням розчину, з псевдорозрідженим шаром та вакуум-кристаліза-тори. Найбільш поширені в промисловості кристалізатори з виділенням частини розчинника методом випарювання у
Рис. 87. Багатоступенева вакуум-кристаліза- випарних апаратах 3 приму-
апарати, аналогічні випарним апаратам. Продукт утворюється крупно-кристалічний і однорідний.
Барабанні кристалізатори мають повітряне або водяне охолодження. При водяному охолодженні внаслідок більш швидкого охолодження утворюються кристали менших розмірів.
Вакуум-кристалізатори не мають охолодження, тому їх можна виготовляти з корозійно-стійких матеріалів з низькою теплопровідністю. На рис. 87 наведено схему багатокорпусної вакуум-кристалі-заційної установки, в якій розчин з кожного розміщеного нижче корпусу під дією вакууму всмоктується у розміщений вище корпус. Розрідження в останньому корпусі створюється за допомогою барометричного конденсатора. Вакуум-кристалізатори широко використовуються на великотонажних виробництвах як високопродуктивні апарати. Сучасні вакуум-кристалізатори обладнані системами автоматичного регулювання конденсаційних установок.
У кристалізаторах з псевдозрідженим шаром кристалізація здійснюється з великою швидкістю, при цьому утворюються однорідні правильної форми кристали розміром 1—3 мм. Великі кристали осідають на дно апарата, а маленькі продовжують рости у псевдозріджено-му шарі. Основна перевага цих кристалізаторів — утворення великих кристалів (не більш як 2 мм) речовин з «негативною» розчинністю.
Видалення ьологи з різних речовин і матеріалів надас їм певних властивостей, здешевлює перевезення, зменшує корозію апаратури, створює кращі умови для зберігання.
Вологу можна видалити механічними способами — віджиманням, відстоюванням, фільтруванням, центрифугуванням і тепловим сушінням. Цей процес широко використовується на виробництві і часто є останньою стадією перед випуском готової продукції. На хімічному виробництві застосовується переважно штучне сушіння матеріалів в
ційна установка:
совою циркуляцією розчину 1 виносною нагрівальною камерою. Це надійні в експлуатації високопродуктивні
/ — корпуси-випарювачі; 2 — поверхневі конденсатори: 3 — парострумиині насоси: 4 — конденсатор барометричний
§ 6. СУШІННЯ
Свіже
побітря
Відпрацьо/аме
побітря
Камера-сушарка:
/ — сушильна камера; 4, 6, 7 — калорифери;
2 — вагонетки; 3 — козирки^ 5 — вентилятор; 8 — шнбер
