Последовательное фракционное плавление
Cтраница 1
Последовательное фракционное плавление, как и однократный процесс, проводят в аппаратах с развитой теплообменной поверхностью. Исходную смесь F в несколько перегретом состоянии заливают в емкостный кристаллизатор /, снабженный ребристыми охлаждающими элементами, и медленно охлаждают хладоагентом, циркулирующим в охлаждающем контуре. После этого начинают медленный нагрев системы, в процессе которого осуществляют отбор образующихся жидких фракций. По достижении заданного состава кристаллической фазы производят быстрое ее выплавление. [1]
При последовательном фракционном плавлении исходную смесь F, как и при однократном процессе, первоначально медленно охлаждают до ее полной кристаллизации ( рис. 16.38 a), a затем медленно нагревают. Часть кристаллической фазы ( преимущественно низкоплавкого компонента) плавится и отделяется от остающихся кристаллов. При этом, естественно, постепенно возрастает концентрация высокоплавкого компонента - как в кристаллической, так и в жидкой фазах. [2]
 |
Разделение бинарной смеси методом последовательного фракционного плавления при полном ( а ц частичном ( б отверждении исходного расплава. [3] |
При последовательном фракционном плавлении исходную смесь F, как и при однократном процессе, первоначально медленно охлаждают до ее полной кристаллизации ( рис. 7.5, а), а затем медленно нагревают. Часть кристаллической фазы ( преимущественно низкоплавкого компонента) плавится и отделяется от оставшихся кристаллов. При этом, естественно, постепенно увеличивается концентрация высокоплавкого компонента как в кристаллической, так и в жидой фазе. [4]
 |
Схема тарелки. [5] |
Для проведения последовательного фракционного плавления довольно широко используют аппараты с вертикальными трубчатыми элементами. При этом процесс разделения чаще осуществляют в трубном пространстве аппарата. Рабочий цикл процесса начинается с загрузки несколько перегретой смеси в трубы аппарата. При охлаждении смеси в межтрубное пространство подают охлаждающий агент и на внутренних стенках труб образуется кристаллическая фаза. После охлаждения проводят постепенный нагрев, образующиеся жидкие фракции вытекают из трубок и отводятся из аппарата через нижний спускной штуцер. [6]
Для осуществления последовательного фракционного плавления фирмой Проабд предложен [195] вертикальный трубчатый аппарат, в котором разделение проводят в межтрубном пространстве. Для облегчения стекания образующихся жидких фракций аппарат по высоте секционирован горизонтальными перегородками. По оси аппарата расположена труба для сбора и отвода выделяющихся жидких фракций. [7]
Теоретически при последовательном фракционном плавлении можно получить в конце процесса сколь угодно чистый высокоплавкий компонент, но с очень малым выходом, так как по мере удаления жидкой фазы масса оставшихся кристаллов постепенно уменьшается. На практике обычно процесс прекращают после достижения заданного обогащения кристаллической фазы высокоплавким компонентом. [8]
Теоретически при последовательном фракционном плавлении можно получить в конце процесса чистый высокоплавкий компонент, но с очень малым выходом, так как по мере удаления жидкой фазы масса оставшихся кристаллов постепенно уменьшается. На практике обычно процесс прекращают после некоторого обогащения кристаллической фазы высокоплавким компонентом. [9]
 |
Зависимость выхода жидкой фазы от температуры нагрева. [10] |
В рассмотренных процессах последовательного фракционного плавления со свободным отделением образующихся жидких фракций вследствие их неизбежной задержки происходит соответствующее понижение эффективности разделения. Стремление к ее повышению вынуждает проводить процесс с низкими скоростями нагрева. [11]
Для проведения процесса последовательного фракционного плавления применяют аппараты разнообразной конструкции, в зависимости от теплофизических свойств разделяемых смесей и масштабов производства. [13]
В реальных условиях при последовательном фракционном плавлении, как и при однократном процессе, фазовое равновесие не достигается. Образующаяся жидкая фаза частично задерживается в оставшемся кристаллическом слое, поэтому эффективность разделения реального процесса ниже теоретической. В связи с этим в уравнения (7.4) - (7.5) вместо равновесных коэффициентов а и ек следует подставлять их реальные значения. [14]
В связи с этим представляется более рациональным последовательное фракционное плавление с принудительным отделением жидких фракций, образующихся на стадии плавления ( а. Это достигается путем сжатия кристаллической фазы подвижным поршнем до 10 МПа. В рассматриваемом процессе в результате более полного отделения жидких фракций достигается существенное повышение эффективности разделения. Одновременно уменьшается порозность кристаллической фазы и возрастает ее теплопроводность, что приводит к более равномерному прогреву системы и ускорению процессов. [15]
Страницы: 1 2