Sastav početne smjese za proizvodnju umjetnog kamena. (Galerija fotografija “Naše tehnologije” na istoimenoj stranici. Ono što je uključeno u sastav umjetnog obložnog kamena proizvedenog na fleksibilnim elastičnim kalupima. U suštini, dekorativni kamen za oblaganje o kojem govorimo je tipičan pijesak na bazi portland cementa beton, izrađen vibrolijevanjem u posebne fleksibilne elastične matrice - oblikovane i posebno obojene. Razmotrite glavne komponente betonske mješavine za proizvodnju umjetnog obloženog kamena vibrolijevanjem. Vezivo je osnova svakog umjetnog kamena za oblaganje. U ovom slučaju, to je je portland cement razreda M-400 ili M-500. Kako bismo osigurali da kvaliteta betona uvijek ostane konstantno visoka, preporučujemo korištenje samo "svježeg" cementa (kao što znate, vremenom brzo gubi svojstva i zbog nepravilnog skladištenja) isti proizvođač s dobrom reputacijom. Za proizvodnju ukrasnog obložnog kamena, običnog, sivog cementa i bijelog cement. U prirodi postoji niz boja i nijansi koje se mogu replicirati samo na bijelom cementu. U drugim slučajevima koristi se sivi portland (iz razloga ekonomske isplativosti).
Mnogi domaći proizvođači umjetnog kamena za oblaganje nedavno aktivno koriste gips kao vezivo. Pritom tvrde da su njihovi proizvodi ekspandirani glineni beton. I, u pravilu, ekspandirani glineni beton stvarno je predstavljen na štandovima tvrtki. Ali postoji jedna točka koja određuje ponašanje proizvođača umjetnog kamena za oblaganje. Cijena fleksibilnih elastičnih kalupa za brizganje koji vam omogućuju precizno ponavljanje teksture kamena je vrlo visoka.
A ako se poštuje tehnologija, obrt injekcijskih kalupa, odnosno vrijeme od trenutka izlijevanja betona do trenutka skidanja proizvoda je 10-12 sati, naspram 30 minuta na gipsu. To je ono što tjera tvrtke da koriste gips kao vezivo. A cijena gipsa je najmanje pet puta niža od cijene bijelog cementa. Sve to tvrtkama osigurava super profit. Ali cijena izdavanja za krajnjeg korisnika je vrlo visoka! Iznimno niska otpornost na mraz i čvrstoća takvih proizvoda neće vam dopustiti da dugo uživate u pogledu na fasade.
Na predstavljenim fotografijama gipsani proizvod je godinu dana nakon ugradnje. Višestruke pukotine i lomovi su jasno vidljivi. Stoga je korištenje ovog materijala u industrijskim razmjerima teško. Na temelju zadataka s kojima se susrećemo, radije proizvodimo umjetni kamen za oblaganje – materijal koji je po tvrdoći i svojstvima habanja blizak prirodnom kamenu, prikladan i za vanjske i unutarnje obloge, a ne za ukrase koji su krhki i hiroviti na vodu. Punilo. Ovisno o vrsti korištenih punila, umjetni kamen za oblaganje na bazi cementa može biti "težak" (2-2,4 g/cm3) ili "lagani" (oko 1,6 g/cm3). U idealnom slučaju, teški beton se koristi za proizvodnju kamena za popločavanje, dekorativnih ploča za popločavanje, rubnjaka, okvira za postolja i kamena za interijere. Za proizvodnju umjetnog kamena za oblaganje koji se koristi za vanjsko uređenje koristi se lagani beton.
Otprilike to rade proizvođači koji rade na američkoj tehnologiji. U regijama se, nažalost, pretežno koristi teški beton. Naravno, mnogo je lakše napraviti ukrasni kamen na pijesku, ali lagani kamen će uvijek biti poželjniji za potrošača. To je samo pitanje izbora. Za proizvodnju teškog umjetnog kamena za oblaganje koristi se krupni kvarcni pijesak frakcije 0,63-1,5 mm (upotreba sitnog pijeska pogoršava karakteristike čvrstoće betona) i, kada je prikladno, fini šljunak, poput mramora, frakcije od 5-10 mm. "Svjetli" kamen za oblaganje izrađen je od ekspandiranog glinenog pijeska. Ali u proizvodnji umjetnog kamena za oblaganje na ekspandiranoj glini treba uzeti u obzir sljedeći čimbenik. U srpnju 2001. od kupaca smo dobili informaciju o pojavi "pucanja" na površini proizvoda (laki beton) (točkasto bubrenje bijelog materijala). Kao rezultat konzultacija sa stručnjacima, utvrđeno je da se "pucnjevi" pojavljuju kao posljedica propadanja inkluzija vapna u ekspandiranoj glini.
Kada slobodni kalcij stupi u interakciju s vlagom (vodom ili njezinom parom), dolazi do kemijske reakcije praćene povećanjem volumena slobodnih zrnaca kalcija, što rezultira takozvanim efektom “pucanja”. CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 + CO2 \u003d CaCO3 Posebnost ove kemijske reakcije je da traje jako dugo - do 6 mjeseci. Proizvođači ekspandirane gline proizvode proizvode u skladu s GOST-om, što omogućuje prisutnost zrna vapna do 3% ukupne mase. Učinak "pucanja" smanjuje potrošačka svojstva proizvoda, pa je zadatak bio pronaći novo punilo za proizvodnju laganog betona.
Uočeno je da reakcija raspadanja vapna uzrokuje degradaciju površine proizvoda SAMO tijekom unutarnje završne obrade. Pri korištenju proizvoda za završnu obradu postolja i fasada zgrada ne uočavaju se vidljiva oštećenja završnog materijala. Prema izjavama zaposlenika NIIZhB-a, propadanje vapna se izravnava kada se koriste proizvodi za vanjsko uređenje zgrada. U vezi s identifikacijom ovog uzorka, od kolovoza 2001. proizvodi za unutarnje radove ne proizvode se na ekspandiranoj glini, već na drugom (težem) agregatu. Za prelazak na jedno punjenje nudimo sljedeća rješenja za ovaj problem: 1. Kao punilo upotrijebite zdrobljenu ekspandiranu glinu s udjelom od najmanje 2 cm 2. Napravite deponije ekspandirane gline s izloženošću na otvorenom prostoru najmanje 6 -9 mjeseci.
3. Izrada neujednačenog punila od kvarcnog pijeska i lakšeg umjetnog punila. 4. Korištenje šljake od troske. međutim, nasipna gustoća gotovog proizvoda će se povećati na 1800-2000 kg/m3. Lagani agregat mora ispunjavati sljedeće zahtjeve. nasipna težina je oko 600 kg/m3. pijesak frakcije 0-0,5 cm ili 0-1 cm (prisutnost fine frakcije od 15% volumena. Tlačna čvrstoća od 18 kg / cm (indeks ekspandirane gline. Upijanje vode do 25% (indeks ekspandirane gline). U proizvodnji umjetnog obložnog kamena, ukrasnih ploča za popločavanje), malih arhitektonskih proizvoda na fleksibilnim elastičnim kalupima, mogu se koristiti sljedeća punila: šljaka, granulirana troska, drobljeni kamen i pijesak od troske, pjenasto staklo, ekspandirani perlitni pijesak, kruto ekspandirani perlit , Ekspandirani vermokulit, Ekspandirani polistiren, Obogaćeni kvarcni pijesak, Mramorni komadići, Građevinski pijesak (bijeli), Pijesak za kalupljenje, Vulkanski plovuć. Pigmenti i boje. Najvažnija komponenta dekorativnog kamena za oblaganje su pigmenti (boje) koji se koriste. Vješt ili inept. korištenje bojila izravno utječe na izgled konačnog proizvoda.U iskusnim rukama obični beton se pretvara u nešto što se potpuno ne razlikuje od prirodnog "divljeg" kamena. Kako to postići? Za bojenje cementa koriste se mineralni anorganski pigmenti (titan, željezo, krom oksidi) i posebne boje otporne na svjetlo i vremenske uvjete. Iskusni proizvođači obično biraju boje tvrtki kao što su Bayer, Du Pont, Kemira i druge ništa manje ugledne. To je zbog ne samo konstantno visoke kvalitete njihovih proizvoda, već i njihove široke palete proizvoda. Dakle, Bayer nudi nekoliko desetaka pigmenata željeznog oksida. Kombinirajući ih jedan s drugim, možete odabrati gotovo bilo koju željenu nijansu boje. Dakle, portland cement, ekspandirani glineni pijesak i pigmenti su glavni sastav umjetnog kamena za oblaganje. Mnogi proizvođači arhitektonskih betonskih proizvoda ograničavaju se na to, unatoč činjenici da postoji ogroman broj raznih aditiva u cementima za poboljšanje određenih karakteristika. U svakom većem gradu možete pronaći dobavljače domaćih i uvoznih aditiva za beton. Riječ je o raznim superplastifikatorima koji poboljšavaju obradivost i povećavaju čvrstoću betona; polimer-lateks aditivi koji blagotvorno utječu na trajnost betona; ubrzivači stvrdnjavanja betona i aditivi za uvlačenje zraka; volumetrijski vodoodbojni, višestruko smanjujući upijanje vode (korisno za fasadu, podrum i popločavanje); kemijska vlakna za disperziranu armaturu, koja dramatično povećavaju otpornost na pucanje i još mnogo toga. Želite li koristiti bilo koji od ovih dodataka ili ne - odlučite sami, samo želimo preporučiti korištenje zaštitnih impregnacijskih smjesa za površinsku obradu ukrasnog kamena za oblaganje. Pravilno odabrani vodoodbojni materijal za beton postići će sljedeće rezultate. povećat će estetiku percepcije kamena i eliminirati "prašinu" - karakterističnu značajku bilo kojeg cementnog betona. produžit će vijek trajanja fasadnog kamena (ovdje se radi o tome da proces uništavanja dekorativnog betona prvenstveno utječe na zasićenost boje mnogo prije nego što se pojave prvi znakovi uništenja, a razlog tome je izlaganje čestica agregata na prednjoj površini Naglo će smanjiti opasnost od cvjetanja na površini kamena, što je prava katastrofa za cementne dekorativne betone, zbog čega im treba posvetiti najveću pozornost.
otapanje vode. Otopina dobivena nakon prolaska plinova kroz vodu imala je kiselu reakciju. Kada se ova otopina obradi srebrovim nitratom, istaloži se 14,35 g bijelog taloga. Odrediti kvantitativni i kvalitativni sastav početne smjese plinova. Riješenje.
Plin koji gori u vodu je vodik, koji je slabo topiv u vodi. Na sunčevoj svjetlosti reagiraju eksplozijom vodika s kisikom, vodika s klorom. Očito je u smjesi s vodikom bilo klora, jer. dobiveni HC1 je vrlo topiv u vodi i daje bijeli talog s AgNO3.
Dakle, smjesa se sastoji od plinova H2 i C1:
1 mol 1 mol
HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.
x mol 14,35
Pri preradi 1 mola HC1 nastaje 1 mol AgCl, a pri preradi x mol 14,35 g ili 0,1 mol. Mr(AgCl) = 108 + 2 4- 35,5 = 143,5, M(AgCl) = 143,5 g/mol,
v= - = = 0,1 mol,
x = 0,1 mol HCl se nalazio u otopini. 1 mol 1 mol 2 mol H2 4-C12 2HC1 x mol y mol 0,1 mol
x \u003d y \u003d 0,05 mol (1,12 l) vodika i klora reagirao je da nastane 0,1 mol
HC1. Smjesa je sadržavala 1,12 litara klora, a vodika 1,12 litara + 1,12 litara (višak) = 2,24 litre.
Primjer 6. Laboratorij ima smjesu natrijevog klorida i jodida. 104,25 g ove smjese je otopljeno u vodi i višak klora je propušten kroz rezultirajuću otopinu, zatim je otopina uparena do suhog i ostatak je kalciniran do konstantne težine na 300 °C.
Ispostavilo se da je masa suhe tvari 58,5 g. Odredite sastav početne smjese u postocima.
Mr(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5, M(NaCl) = 58,5 g/mol, Mr(Nal) = 127 + 23 = 150 M(Nal) = 150 g/mol.
U početnoj smjesi: masa NaCl - x g, masa Nal - (104,25 - x) g.
Prilikom prolaska kroz otopinu klorida i natrijevog jodida, oni istiskuju jod. Prilikom prolaska suhog ostatka, jod je ispario. Dakle, samo NaCl može biti suha tvar.
U dobivenoj tvari: masa NaCl izvornog x g, masa dobivenog (58,5-x):
2 150 g 2 58,5 g
2NaI + C12 -> 2NaCl + 12
(104,25 - x)g (58,5 - x)g
2 150 (58,5 - x) = 2 58,5 (104,25 x)
x = - = 29,25 (g),
oni. NaCl u smjesi je bio 29,25 g, a Nal - 104,25 - 29,25 = 75 (g).
Pronađite sastav smjese (u postocima):
w(Nal) = 100% = 71,9%,
©(NaCl) = 100% - 71,9% = 28,1%.
Primjer 7 68,3 g smjese nitrata, jodida i kalijevog klorida otopljeno je u vodi i obrađeno s vodom s klorom. Kao rezultat, oslobođeno je 25,4 g joda (čiju topljivost u vodi zanemarimo). Ista otopina tretirana je srebrnim nitratom. Ispalo je 75,7 g taloga. Odredite sastav početne smjese.
Klor ne stupa u interakciju s kalijevim nitratom i kalijevim kloridom:
2KI + C12 -» 2KS1 + 12,
2 mol - 332 g 1 mol - 254 g
Mg (K1) \u003d 127 + 39 - 166,
x = = 33,2 g (KI je bio u smjesi).
v(KI) - - = = 0,2 mol.
1 mol 1 mol
KI + AgN03 = Agl + KN03.
0,2 mol x mol
x = = 0,2 mol.
Mr(Agl) = 108 + 127 = 235,
m(Agl) = Mv = 235 0,2 = 47 (r),
tada će AgCl biti
75,7 g - 47 g = 28,7 g.
74,5 g 143,5 g
KCl + AgN03 = AgCl + KN03
X \u003d 1 L_ \u003d 14,9 (KCl).
Prema tome, smjesa je sadržavala: 68,3 - 33,2 - 14,9 = 20,2 g KN03.
Primjer 8. Za neutralizaciju 34,5 g oleuma utroši se 74,5 ml 40% otopine kalijevog hidroksida. Koliko molova sumporovog oksida (VI) otpada na 1 mol sumporne kiseline?
100% sumporna kiselina otapa sumporov oksid (VI) u bilo kojem omjeru. Sastav izražen formulom H2S04*xS03 naziva se oleum. Izračunajmo koliko je kalijevog hidroksida potrebno za neutralizaciju H2SO4:
1 mol 2 mol
H2S04 + 2KOH -> K2S04 + 2H20 xl mol y mol
y - 2*x1 mol KOH koristi se za neutralizaciju SO3 u oleumu. Izračunajmo koliko je KOH potrebno za neutralizaciju 1 mola SO3:
1 mol 2 mol
S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 mol z mol
z - 2 x2 mola KOH ide na neutralizaciju SOg u oleumu. Za neutralizaciju oleuma koristi se 74,5 ml 40% otopine KOH, t.j. 42 g ili 0,75 mol KOH.
Dakle, 2 xl + 2x 2 \u003d 0,75,
98 xl + 80 x2 = 34,5 g,
xl = 0,25 mol H2SO4,
x2 = 0,125 mol SO3.
Primjer 9 Postoji mješavina kalcijevog karbonata, cink sulfida i natrijevog klorida. Ako se 40 g ove smjese tretira suviškom klorovodične kiseline, oslobodit će se 6,72 litara plinova čija interakcija s suviškom sumporovog oksida (IV) oslobađa 9,6 g sedimenta. Odredite sastav smjese.
Kada su izloženi mješavini viška klorovodične kiseline, mogli bi se osloboditi ugljični monoksid (IV) i sumporovodik. Samo sumporovodik interagira sa sumpornim oksidom (IV), pa se prema količini taloga može izračunati njegov volumen:
CaC03 + 2HC1 -> CaC12 + H20 + C02t(l)
100 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol
ZnS + 2HC1 -> ZnCl2 + H2St (2)
97 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol
44,8 l - 2 mol 3 mol
2H2S + S02 -» 3S + 2H20 (3)
xl l 9,6 g (0,3 mol)
xl = 4,48 L (0,2 mol) H2S; iz jednadžbi (2 - 3) može se vidjeti da je ZnS bio 0,2 mol (19,4 g):
2H2S + S02 -> 3S + 2H20.
Očito je ugljični monoksid (IV) u smjesi bio:
6,72 l - 4,48 l \u003d 2,24 l (CO2).
Uvod
Rektifikacija je proces prijenosa mase, koji se u većini slučajeva provodi u protustrujnim kolonskim aparatima s kontaktnim elementima (paketima, pločama) sličnim onima koji se koriste u procesu apsorpcije. Stoga metode pristupa proračunu i projektiranju destilacijskih i apsorpcijskih postrojenja imaju mnogo zajedničkog. Ipak, brojne značajke procesa rektifikacije (različiti omjer opterećenja tekućinom i parom u donjem i gornjem dijelu stupa, fizička svojstva faza i koeficijent raspodjele varijabilan po visini stupa, zajednički protok mase i procesi prijenosa topline) komplicira njegov proračun.
Jedna od poteškoća je nedostatak generaliziranih pravilnosti za izračun kinetičkih koeficijenata procesa rektifikacije. U najvećoj mjeri to se odnosi na stupove promjera većeg od 800 mm s pakiranjima i ladicama, koji se široko koriste u kemijskoj industriji. Većina preporuka svodi se na korištenje kinetičkih ovisnosti dobivenih u proučavanju apsorpcijskih procesa za proračun destilacijskih stupova.
U procesu destilacije dolazi do kontinuirane izmjene između tekuće i parne faze. Tekuća faza je obogaćena komponentom višeg vrelišta, a parna faza je obogaćena komponentom nižeg ključanja. Proces prijenosa mase odvija se duž cijele visine stupa između flegma koji teče prema dolje i pare koja se diže prema gore. Za intenziviranje procesa prijenosa mase koriste se kontaktni elementi, što omogućuje povećanje površine prijenosa mase. U slučaju korištenja pakiranja, tekućina teče u tankom sloju preko njezine površine, u slučaju korištenja ladica, para prolazi kroz sloj tekućine na površini posuda. U radu je prikazan proračun talotne destilacijske kolone za odvajanje binarne smjese aceton - benzol
Glavni dijagram postrojenja za destilaciju
Shematski dijagram jedinice za destilaciju prikazan je na. Početna smjesa iz međuspremnika 1 se centrifugalnom pumpom 2 dovodi u izmjenjivač topline 3, gdje se zagrijava do točke vrelišta. Zagrijana smjesa se dovodi u separaciju u destilacijskom stupcu 5 na dovodnoj ploči, gdje je sastav tekućine jednak sastavu početne smjese X F .
Tekući niz stupac, tekućina stupa u interakciju s parom koja se diže prema gore, a koja nastaje tijekom vrenja donje tekućine u kotlu 4. Početni sastav pare približno je jednak sastavu donjeg ostatka X w, t.j. iscrpljen hlapljivom komponentom. Kao rezultat izmjene mase s tekućinom, para je obogaćena vrlo hlapljivom komponentom. Za potpunije obogaćivanje, gornji dio kolone se navodnjava u skladu s zadanim omjerom refluksa tekućinom (flegmom) sastava X p dobivenom u refluks kondenzatoru 6 kondenzacijom pare koja napušta kolonu. Dio kondenzata se uklanja iz deflegmatora u obliku gotovog separacijskog proizvoda - destilata, koji se hladi u izmjenjivaču topline 7 i šalje u međuspremnik 8.
Iz donjeg dijela kolone pumpa 9 kontinuirano uklanja donju tekućinu - proizvod obogaćen komponentom niske hlapljivosti, koja se hladi u izmjenjivaču topline 10 i šalje u spremnik 11.
Tako se u destilacijskoj koloni provodi kontinuirani neravnotežni proces odvajanja početne binarne smjese na destilat (s visokim udjelom hlapljive komponente) i destilacijski ostatak (obogaćen nehlapljivom komponentom).
Riža. 1 Shematski dijagram jedinice za destilaciju:
1 - spremnik za početnu smjesu; 2.9 – pumpe; 3 – izmjenjivač topline-grijač; 4 - kotao; 5 - destilacijski stupac; 6 - deflegmator; 7 – hladnjak destilata; 8 - spremnik za sakupljanje destilata; 10 – donji hladnjak tekućine; 11 - posuda za donju tekućinu.
Tehnološki proračun destilacijske kolone kontinuiranog djelovanja
Vježbajte
Projektirati destilacijsko postrojenje za odvajanje smjese.
Smjesa: aceton - benzen.
Količina izvorne smjese: 
t/h=15000 kg/h
Sastav početne smjese: 
% mas.
Sastav PDV ostatka: 
% mas.
Sastav destilata: 
% mas.
Pritisak pare grijanja: 5 atm
Pritisak u koloni: 1 ata
Vrsta kontaktnih uređaja: ventilski diskovi
Izgradnja koraka procesa ispravljanja
Pretvorba masenih udjela u molarne
,
gdje su M A i M B molarne mase acetona, odnosno benzena, kg/mol.
M A = 58 kg/mol; M B = 78 kg/mol
Materijalna bilanca stupa
Molarna masa početne smjese
Mole druga potrošnja smjese
Potrošnja destilata
Zamijenimo ovaj izraz u , gdje su F, D, W troškovi početne smjese, destilata, ostatka destilacije, kmol/s.
kmol/s
Ravnoteža između pare i tekućine
Tablica 1. Ravnotežni sastav tekućine ( x) i par ( y) u mol. i vrelište ( t) u °C binarne smjese na 760 mm. rt. Umjetnost.
Riža. 2 Ravnotežna krivulja i položaj radne linije na R min
Riža. 3 Dijagram t – x, y.
1 - tekućina; 2 - parni vod.
Minimalni broj refluksa
bmax = 0,35 (slika 2)
Radni broj refluksa
1.
;
– koeficijent viška sluzi
2.
3.
4.
5.
Riža. 4 Grafičko određivanje broja teorijskih ploča na 
Riža. 5 Grafičko određivanje broja teorijskih ploča na
Riža. 6 Grafičko određivanje broja teorijskih ploča na
Riža. 7 Grafičko određivanje broja teorijskih ploča na
Riža. 8 Grafičko određivanje broja teorijskih ploča na
Optimalni broj refluksa
Tablica 2. Broj teorijskih koraka za različite omjere refluksa
|
|
Riža. 9 Ovisnost broja teorijskih koraka o broju refluksa
Riža. 10 Određivanje optimalnog omjera refluksa
Grafikon (slika 10.), izgrađen na temelju podataka (tablica 2.), pokazuje da će se minimalni volumen stupca pojaviti pri R=2,655. Ovaj broj flegma prihvaćamo za daljnje izračune i odgovarajući broj teoretskih koraka n tc in = 19; n ts n = 5
Molarni protok tekućine na vrhu i na dnu kolone
Molarni protok pare u koloni
Fizikalno-kemijska svojstva parne i tekuće faze za vrh i dno kolone
Prosječne molarne koncentracije tekućine i pare
mol. USD
mol. USD
Prema dijagramu t – x, y (slika 3.), pri srednjim tekućim koncentracijama 
i , određujemo prosječne temperature tekućine: ° C i 
°C
mol. USD
mol. dolara,
gdje y D = x D ; y W = x W ; y F je sastav pare koji odgovara sastavu početne smjese x F(slika 6)
Prema dijagramu t – x, y (slika 3.), pri prosječnim koncentracijama pare 
i , određujemo prosječne temperature pare: 
°C (334K) i 
°S (347 K);
Prosječne molarne mase tekućine i pare
Prosječna gustoća tekućine i pare
Pretvorba molarne koncentracije u masu:
mas. USD
mas. USD
kg / m 3,
gdje 
i 
su gustoće acetona i benzena na temperaturi od °C, 
kg / m 3, 
kg/m3
kg / m 3,
gdje i su gustoće acetona i benzena na temperaturi od °C, 
kg / m 3, kg / m 3
gdje je T 0 apsolutna temperatura jednaka 273K
Prosječni viskozitet tekućine i pare
,
gdje 
i viskoznosti acetona i benzena na temperaturi od °C, 
,
,
,
,
,
gdje i su viskoznosti acetona i benzena na temperaturi od °C, 
,
Maseni i volumni protok tekućine i pare
Prosječni troškovi mase:
Količinski troškovi:
Tablica 3. Parametri strujanja pare i tekućine u koloni
|
Naziv streama |
Dimenzija parametra |
|||||
|
Tekućina na vrhu stupca |
|
|
|
|
||
|
Tekućina na dnu stupca |
|
|
|
|
||
|
Pare na vrhu stupca |
|
|
||||
|
Para na dnu stupca |
|
|
|
|||
=63
=767,5
=5,12
=6,67∙10 -3
=72,2
=802,6
=10,31
=1,29∙10 -2
=62
=1,25
=1,4
=7,95
=5,68Hidraulički proračun stupa
Faktor povećanja opterećenja
Procijenjena brzina pare
za vrh stupca:
za dno:
Promjer
vrh stupca:
dno stupca:
Stvarna brzina pare
Jer 
prihvaćamo stup s promjerom 
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Relativno aktivno područje ladice
Perimetar odvoda 
%; preljevni dio 0,3m 2
faktor opterećenja
za vrh stupca:
za dno stupca:
Koeficijent površinske napetosti za vrh stupa:
gdje 
i su površinska napetost smjese za gornji i donji dio stupa, redom, 
N/m, N/m
Uzmimo minimalni razmak između ploča 
m 
;
m/s za dno stupca:
Provjera uvjeta za dopuštenost brzina pare za gornji i donji dio stupa:
>
>
Vidi se da uvjet nije zadovoljen ni za gornji ni za donji dio stupca. Uzastopnim povećanjem razmaka između ploča, kao i promjera stupa, nalazimo da će uvjet biti zadovoljen samo s promjerom od m; 
m
Stvarna brzina pare na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Perimetar odvoda 
m; relativno slobodni dio 
%; preljevni dio 0,52m 2
Relativni preljevni dio:
Relativno aktivno područje ladice:
Udaljenost između ploča m 
;
Dopuštena brzina pare u radnom dijelu stupa za gornji dio:
za dno stupca:
Uvjeti za dopuštenost brzina pare za gornji i donji dio stupa:
>
>
>
>
Uvjeti su ispunjeni.
Specifično opterećenje tekućine na odvodnoj pregradi
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Faktor opterećenja parom
za vrh stupca:
za dno stupca:
Zaliha tekućine preko odvodnog praga u gornjem dijelu stupa:
za dno:
Dubina mjehurića
Visina sloja pare i tekućine na pločama gornjeg dijela stupa:
na pločama na dnu stupca:
Visina praga odvoda
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Dinamička dubina mjehurića
m
Najmanja dopuštena brzina pare u slobodnom dijelu stupa
gdje 
- debljina ventila jednaka 0,001 m; 
- gustoća materijala (čelik) jednaka 7700 kg / m 3
Minimalna dopuštena brzina pare u slobodnom dijelu gornjih ploča:
m/s
u slobodnom dijelu donjih ploča:
gdje 
– koeficijent otpora
Faktor sigurnosti presjeka:
Budući da je > 1 i 
> 1, odabrani slobodni dio ploča osigurava njihov ujednačen rad, prihvaćamo 
faktor prozračivanja
za gornje ploče:
za donje ploče:
na gornjim pločama:
na donjim pločama:
Visina sloja tekućine
na gornjim pločama:
na donjim pločama:
Hidraulički otpor ploča
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Visina razmaka između ploča
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
gdje je K 5 \u003d 1 - koeficijent pjene smjese
Zahvatanje tekućine među posudama
na vrhu stupca:
na dnu stupca:
Površina poprečnog presjeka stupa:
Brzina tekućine u preljevnim uređajima gornjih ploča:
u preljevnim uređajima donjih ploča:
Dopuštena brzina tekućine u preljevnim uređajima gornjih ploča:
m / s u preljevnim uređajima donjih ploča:
Stvarna brzina tekućine u preljevima manja je od dopuštenih.
Učinkovitost lokalnog kontakta
Koeficijent difuzije pare
,
gdje ; specifični volumen acetona, odnosno benzena
Koeficijent difuzije pare na vrhu kolone:
gdje 
- temperatura pare na vrhu kolone
Koeficijent difuzije pare na dnu kolone:
gdje 
- temperatura pare na dnu kolone
za vrh stupca:
gdje i su viskoznosti acetona i benzena na temperaturi od °C, ,
gdje je F = 1 bezdimenzijski parametar, uzima u obzir povezanost molekula otapala
Koeficijent difuzije tekućine za dno kolone:
,
gdje i su viskoznosti acetona i benzena na temperaturi od °C, ,
Broj prijenosnih jedinica
u plinskoj fazi za vrh kolone:
za dno stupca:
Broj jedinica za prijenos tekućine za vrh stupca:
za dno:
Promjer priključka za ulaz refluksa, 
Promjer priključka za izlaz ostatka PDV-a,
Bibliografija
Uljanov. B.A., Badenikov V.Ya., Likuchev V.G., procesi i aparati kemijske tehnologije. Udžbenik - Angarsk: Izdavačka kuća Angarske državne tehničke akademije, 2005. - 903 str.
Dytnersky Yu.I. Osnovni procesi i aparati kemijske tehnologije: Vodič za dizajn / Ed. Yu.I. Dytnersky. M.: kemija, 1991.-496 str.
Smjernice za projektiranje kolegija procesa i aparata kemijske tehnologije - Ed. 2., rev. I ekstra. - Angarsk, AGTA, 2005. - 64 str.
... radni parametri procesa ekstrakcijske destilacije smjese aceton-kloroform u složenom stupcu sa bočnim presjekom
Diplomski rad >> Kemija... podjela niz industrijskih smjese. Njihova upotreba na instalacije frakcioniranje plina za odvajanje smjese ... destilacija kompleksi s djelomično spojenim toplinskim tokovima: a - s bočnim odjeljcima za skidanje za odvajanje ... odvajanje smjese aceton- ...
Razvoj sheme za uštedu energije odvajanje trokomponentni azeotropni smjese benzencikloheksan-heksan
Diplomski rad >> KemijaDjela instalacije. stalan rektifikacija višekomponentnih smjese provedeno u instalacije, koji se sastoji od broja destilacija stupaca stalan radnje, ... određena je izrazom: 2.7.1 Dakle, za odvajanje smjese, koji se sastoji od 3 komponente, ...
Metode odvajanje azeotropna smjese
Diplomski rad >> KemijaPrimijenjeno na podjela niz industrijskih smjese. Njihova upotreba na instalacije frakcioniranje plina za odvajanje smjese iso-c4... ispod akcijski UV zračenje pretvara se u smjesu benzil klorida, a,a-diklorotoluena (benzalklorida) i (triklorometila) benzen (...
Sastav ravnotežne smjese može se izraziti pomoću:
a) stupanj disocijacije ()
b) stupanj transformacije ()
c) prinos proizvoda (x)
Pogledajmo svaki od ovih slučajeva s primjerima:
a) prema stupnju disocijacije
Stupanj disocijacije () je udio disociranih molekula od početnog broja molekula. Može se izraziti u smislu količine materije
gdje n diss je broj razgrađenih molova početnog materijala; n ref je broj molova početnog materijala prije reakcije.
Neka prije reakcije bude, na primjer, 5 mol NO 2, a α je stupanj disocijacije NO 2.
Po jednadžbi (1.20) 
, neizreagirani NO 2 će ostati (5 - 5).
Prema jednadžbi reakcije, kada se 2 mola NO 2 disocira, dobije se 2 mola NO i 1 mol O 2, a od 5, redom, 5 mola NO i 
mol O 2 . Linija bilance će biti:
b ) prema stupnju transformacije
Stupanj transformacije tvari () je udio reagiranih molekula dane tvari u početnom broju molekula te tvari. Izražavamo kroz količinu tvari u molovima
(1.21)
Neka se uzmu 2 mola CO i 2 mola H2, je stupanj konverzije vodika u reakciji
Objasnimo liniju ravnoteže. Polazimo od tvari za koju je poznat stupanj transformacije, tj. H 2 . Iz jednadžbe (1.21) dobivamo n reag = n ref · = 2 .
Iz stehiometrijske jednadžbe može se vidjeti da se CO troši 3 puta manje od H 2, odnosno ako H 2 reagira 2, tada će CO reagirati 
, a ostatak će ostati nereagiran do trenutka ravnoteže. Također govorimo o proizvodima pomoću stehiometrijske jednadžbe.
v) po prinosu proizvoda.
Prinos proizvoda (x) je količina konačne tvari u molovima. Neka je "x" prinos metanola u reakciji
u sva tri slučaja obrazloženje je slično i proizlazi iz tvari za koju je nešto poznato (u primjerima je ta vrijednost podvučena).
Poznavajući sastav ravnotežne smjese, možemo izraziti konstantu ravnoteže. Dakle, za slučaj "u"
i iz jednadžbe (1.19)
Prinos tvari u frakcijama(ili %) - omjer količine nastalog proizvoda i ukupne količine tvari u ravnotežnoj smjesi:
U ovom primjeru:
1.3.4 Utjecaj različitih čimbenika na pomak ravnoteže (na sastav ravnotežne smjese)
Utjecaj tlaka (ili volumena) na T=konst
Ako je sustav idealan, tada konstanta ravnoteže K p ne ovisi o tlaku (ili volumenu). Ako se reakcija odvija pri visokim tlakovima, tada treba koristiti sljedeću jednadžbu:
, (1.22)
gdje f- fugacity.
K f ne ovisi o tlaku, dok vrijednost K p ovisi o tlaku, ali kako tlak pada, približava se vrijednosti K f, budući da se prava mješavina plinova približava idealnom stanju, f str. Dakle za reakciju:
na 350 atm K f = 0,00011 K R = 0,00037
Pri niskim pritiscima, može se razmotriti DO R neovisno o pritisku, tj 
. U nastavku ćemo razmotriti ovaj konkretni slučaj.
Iz relacije (1.12) se vidi da su veličine 
,
ovisit će o tlaku, dakle, bez utjecaja na konstantu ravnoteže 
, promjena tlaka može utjecati na sastav ravnotežne smjese i prinos proizvoda.
(1.23)
Jednadžba (1.23) pokazuje da utjecaj pritiska na 
zbog vrijednosti n:
n 0, reakcija se odvija povećanjem broja molova plinovitih produkata, na primjer:
, odnosno s porastom ukupnog pritiska DO x opada, smanjuje se i broj produkata u ravnotežnoj smjesi, odnosno ravnoteža se pomiče ulijevo, prema stvaranju COCl 2 .
n = 0-2-1= -3
, odnosno s povećanjem tlaka, K x (i prinos proizvoda) raste.
K
=
K
= konst. U ovom slučaju sastav ravnotežne smjese ne ovisi o tlaku.
Dodatak inertnog plina pri P = const, utječe na pomak ravnoteže slično smanjenju tlaka. Inertni plinovi u kemijskoj ravnoteži su plinovi koji ne stupaju u interakciju s reaktantima ili produktima reakcije.
Povećanje volumena pri konstantnom tlaku utječe na pomak ravnoteže slično smanjenju tlaka.
Utjecaj omjera između komponenti
Na sastav ravnotežne smjese također utječe omjer reagensa uzetih za reakciju.
Najveći prinos proizvoda bit će u stehiometrijskom omjeru. Dakle za reakciju
omjer vodika i dušika 3:1 dat će najveći prinos amonijaka.
U nekim slučajevima potreban je visok stupanj pretvorbe jednog od reaktanata čak i na štetu prinosa proizvoda.
Na primjer, u stvaranju klorovodika reakcijom
nužna je potpunija pretvorba klora kako bi ravnotežna smjesa sadržavala što manje Cl 2. Ravnotežna smjesa se otapa u vodi i tako se dobiva klorovodična kiselina. U tom slučaju vodik je gotovo netopiv u vodi i nema ga u kiselini, dok se slobodni klor otapa i kvaliteta klorovodične kiseline se pogoršava.
Za postizanje maksimalnog stupnja pretvorbe Cl 2 uzmite drugi reagens, H 2 , u velikom višku.
Povećanje stupnja pretvorbe obje komponente može se postići ako se reakcijski produkti uklone iz reakcijske zone vezanjem u slabo disocirajuće, teško topive ili nehlapljive tvari.
Utjecaj temperature na ravnotežu
Iskustvo pokazuje da temperatura ima veliki utjecaj na sastav ravnotežne smjese, povećavajući sadržaj produkta reakcije u nekim reakcijama, a smanjujući ga u drugim. Kvantitativno se ta ovisnost odražava jednadžbe izobare(1.24) i izohore (1.25) Van't Hoff:
(1.24) 
(1.25)
Iz ovih se jednadžbi može vidjeti da je promjena konstante ravnoteže s porastom temperature (a time i promjena prinosa produkta reakcije) određena predznakom toplinskog učinka H i U:
H0 ili U0 - endotermna reakcija (s apsorpcijom topline). Desne strane jednadžbe su veće od nule, što znači da su i derivacije veće od nule:
> 0;
> 0
Dakle, funkcije lnK p i lnK c (kao i K p i K c) rastu s porastom temperature.
H0 ili U0 - egzotermna reakcija (s oslobađanjem topline).
< 0;
< 0
Konstanta ravnoteže opada s porastom temperature, t.j. sadržaj produkta reakcije u ravnotežnoj smjesi opada, a sadržaj početnih tvari raste.
Dakle, povećanje temperature doprinosi potpunijem protoku endotermički procesa. Integriramo izobarnu jednadžbu.
Neka Hf(T) odvoji varijable i integrira,
;
(1.26)
Kao što vidite, konstanta ravnoteže ovisi o temperaturi prema eksponencijalnom zakonu: 
, a u koordinatama ln K = f( 
) linearna ovisnost (jednadžba 1.26, slika 1.7)
|
|
|
Slika 1.7 - Temperaturna ovisnost konstante ravnoteže
Određena integracija izobarne jednadžbe daje:
(1.27)
Znajući vrijednost konstante ravnoteže na bilo kojoj temperaturi, možete pronaći K p na bilo kojoj drugoj s poznatom vrijednošću H.
