Материальный и тепловой баланс кристаллизации

Материальный и тепловой баланс кристаллизации

Материальный баланс потоков, участвующих в кристаллизации, записывается в виде уравнения

где G_H — количество раствора, поступающего на кристаллизацию; G_K — количество маточного раствора после кристаллизации; L —количество образовавшихся кристаллов; W — количество удаленного растворителя.

Баланс кристаллизующегося вещества

где х_н, х_к — массовые доли растворенного вещества в исходном и маточном растворах; а — массовая доля безводного вещества в кристаллогидрате.

Совместное решение уравнений (3.6) и (3.7) позволяет получить уравнение определения количества образовавшихся кристаллов в процессе изотермической кристаллизации:

Для изогидрической кристаллизации (W= 0) уравнение (3.8) упрощается:

Тепловой баланс процесса изогидрической кристаллизации может быть записан в следущем виде:

где с_н, с_к, c_L, с_ох — теплоемкости исходного и маточного растворов, кристаллов и охлаждающего агента; t_H, t_K, t_L, t_0XH, t_{0X K} — температуры исходного и маточного растворов, кристаллов, начальная и конечная температуры охлаждающего агента; W_ox — поток охлаждающего агента; #_крист — теплота кристаллизации; Q_n — потери теплоты.

Уравнения (3.9) и (3.6) позволяют определить расход охлаждающего агента для осуществления процесса изогидрической кристаллизации:

Тепловой баланс процесса кристаллизации методом удаления растворителя при нагревании раствора глухим паром может быть записан так:

где D_{rp n} — расход греющего пара; i_s, /_конд, i_w— энтальпии греющего пара, конденсата и удаленного в виде пара растворителя соответственно.

По уравнению (3.11) определяют необходимый расход греющего пара:

Аппаратурное оформление процесса.

Кристаллизатор с перемешивающим устройством и рубашкой охлаждения:
1 – змеевик; 2 – корпус кристаллизатора;
3 – перемешивающее устройство; 4 – рубашка охлаждения;
5 – донный клапан для выгрузки суспензии