Теоретические основы ПАХТ.

Химическая технология

Химическая технология – область технологии, которая изучает процессы изменения составов внутренней структуры вещества в ходе химического превращения.

Наука о методах и средствах массовой химической переработки сырья, предметах потребления и средства производства.

Типовые стадии химической технологии:

1. Подготовка сырья;

2. Химико-технологический процесс (ХТП);

3. Выделение целевого продукта;

4. Очистка выбросов.

Все типовые стадии могут быть осуществлены за счет типовых процессов.

1 группа типовых процессов – механические (1);

В результате механических процессов изменяется форма и размеры материалов без изменения химических свойств (дробление, сортировка, классификация);

2 группа типовых процессов – гидромеханические (гидростатика и гидромеханика), (3,4);

Расчет основан на законах гидростатики и гидромеханики. Они включают в себя: перемещение жидкости по трубопроводам и аппаратам, гидро- и пневмотранспорт твердых материалов, разделение неоднородных смесей в системах жидкость/твердое, газ/твердое, жидкость/жидкость.

3 группа типовых процессов – тепловые (1,2,3,4);

Процессы переноса тепла от одной среды к другой нагревание и охлаждение, испарение и конденсация, выпаривание, перегонка.

4 группа типовых процессов – массообменные (2,3,4);

Перенос вещества из одной фазы в другую: абсорбция, десорбция, адсорбция, ректификация, дистилляция, сушка

5 группа типовых процессов– химические (2);

Изменение химических свойств и внутреннего строения вещества.

Теоретические основы ПАХТ.

1.Математическое описание процесса (основано на законах сохранения).

Включает:

· Расчет материального баланса процесса (ЗСМ),

· Составление теплового баланса (ЗСЭ),

· Баланс сил,

· Статика и кинетика процесса.

2.Физико-химические основы

· Основы термодинамики,

· Основы гидродинамики и гидростатики,

· Основы теплопередачи,

· Основы массопередачи.

3. Принципы моделирования:

· Физическое моделирование,

· Математическое моделирование,

· Математическое подобие процесса в маленьком процессе и большом.

4.Теория размерности.

Применение основных физических законов к изучению физических процессов.

I. Материальный баланс (основан на законе сохранения масс)

Хсм – концентрация твердого вещества в смеси [кг/кг],

Хосв - концентрация твердого вещества в осветленной жидкости,

Хос - концентрация твердого вещества в осадке.

Gсм,Gосв,Gос –материальные потоки [кг/с].

Gc=Gocв+Gос

2.Баланс по компоненту (по твердому веществу):

GcXc=GосвХосв+GосХос

3. Баланс по жидкости:

Gc(1-Xc)=Gосв(1-Хосв)+Gос(1-Хос)

4.

II. Тепловой баланс.

Кожухотрубчатый теплообменник.

1.Общий тепловой баланс:

Q₁+Q_п=Q₂+Q_k+Q_пот

Прежде чем составлять тепловой баланс процесса составляют материальный баланс.

Q₁=G₁C₁t_1; Q_п=DI_п;
Q₂=G₂C₂t_2; Q_k=D_ki_k, где D – количество пара,

I(i) - энтальпия
Все физические величины, сопутствующие расчету, могут быть взяты из справочной литературы.

ЛЕКЦИЯ 2.