Cтраница 3
Аппаратурное оформление процесса десублимации отличается еще большим разнообразием конструкций. Все десублима-торы ( твердофазные конденсаторы) по принципу их действия разделяют на две группы: объемные и поверхностные. Заметим, что такое деление часто носит условный характер. [31]
В зависимости от условий десублимация может осуществляться в двух вариантах: в объеме газовой фазы либо на теп-лообменных поверхностях или стенках десублиматоров. С точки зрения термодинамики принципиального различия между этими двумя вариантами нет, поскольку основной процесс де-сублимации в каждом из этих случаев происходит на поверхности кристаллической фазы. Объемная десублимация является аналогом массовой кристаллизации из раствора, а поверхностная десублимация - аналогом направленной кристаллизации жидкой фазы. [32]
Сочетание процессов сублимации и десублимации широко используется с целью разделения технологических смесей на фракции, обогащенные тем или иным компонентом ( рис. 18.5), для очистки веществ от примесей, а также для обезвоживания различных продуктов. При этом число различных вариантов такого сочетания весьма велико. На рис. 18.5 а показана схема разделения, в которой на стадии сублимации производится частичное испарение вещества, а на стадии десублимации - практически полная конденсация паров. При этом процессы сублимации и десублимации проводятся под вакуумом. Данная схема широко применяется при проведении процесса сублимационной сушки. [33]
При откачке газа или десублимации пара в вакууме соблюдаются условия статистического равновесия. Объем конденсатора можно разделить как бы на две области аналогично тому, как это делают при рассмотрении истечения газа в вакуум через малое отверстие. [34]
Изучение процессов сублимации и десублимации водяного пара в разреженной среде имеет большое значение как для развития теории, так и для конструирования самых различных аппаратов. Рассмотрение этих процессов основано на представлениях о силах межмолекулярного взаимодействия и о спонтанном разрушении кристаллов твердого конденсата, образующегося при десублнмации пара. Межмолекулярные взаимодействия приводят в определенных условиях к объединению молекул пара и газа в группы или комплексы, которое далее будем называть ассоциацией. Процесс ассоциации молекул происходит за счет действия сил Ван-дер - Ваальса и за счет водородных связей. [35]
![]() |
Схема установки для проведения непрерывного процесса сублимационной очистки. [36] |
В объемно-поверхностных десублимато-рах процесс десублимации происходит в объеме и на охлаждаемой поверхности. Широко распространенный десублиматор ящичного типа 5 ( рис. 5.4.10) представляет собой круглые или овальные полые ящики, выполненные из листовой стали. Такие десублиматоры применяются в производстве антрахинона. Для более полного охлаждения последовательно устанавливают ряд аппаратов, причем первые по ходу парогазовой смеси аппараты снабжаются рубашками, в которых циркулирует охлаждающая вода. Продукт выделяется как на стенках аппарата, так и в его объеме. [37]
За основу математического описания десублимации принята двухфазная модель псевдоожиженного слоя, по которой слой состоит из плотной фазы, через которую проходит газ со скоростью, близкой к скорости псевдоожижения, Ш1 дакр и фазы пузырей, через которую проходит остальная часть газа со скоростью w2wr - о) 1 ( где w wKp - скорость газа в плотной фазе; w2 - скорость газа в фазе пузырей ауг - скорость газа в расчете на полное сечение аппарата. [38]
![]() |
Схема установки для проведения непрерывного процесса сублимационной очистки. [39] |
В объемно-поверхностных десублимато-рах процесс десублимации происходит в объеме и на охлаждаемой поверхности. Такие десублиматоры применяются в производстве антрахинона. Для более полного охлаждения последовательно устанавливают ряд аппаратов, причем первые по ходу парогазовой смеси аппараты снабжаются рубашками, в которых циркулирует охлаждающая вода. Продукт выделяется как на стенках аппарата, так и в его объеме. [40]
Метод реакционной сублимации ( химической десублимации) заключается либо в создании пересыщения в объеме за счет химической реакции ( например, синтез NH4C1 путем взаимодействия газообразных NH3 и НС1), либо в изменении химического состава разделяемых компонентов. В последнем случае воздействуют химическим путем на твердую фазу перед сублимацией или подвергают химико-термической обработке пар перед десублимацией. Высокотемпературная ( 800 - 1000 С) обработка пара позволяет удалить из ряда летучих неорганических веществ практически все высокомолекулярные органические и элементоорганические соединения. [41]
Иногда процесс полной или частичной десублимации сочетают с процессом испарения жидкой фазы. Здесь стадия испарения жидкости выступает в качестве генератора паров для последующей стадии десублимации. Такой процесс в литературе часто называют псевдосублимацией. Его также широко используют для получения продуктов с заданными свойствами и для разделения веществ. [42]
![]() |
Стальная ловушка для фталевого ангидрида.| Деревянная ловушка для фталевого ангидрида. [43] |
Третий случай конденсации или вернее десублимации, приводящий к образованию твердых продуктов, протекает в специфичных условиях и требует применения оригинальной аппаратуры. [44]
Фракционная-кристаллизация из паровой фазы ( фракционная десублимация) применима к веществам, имеющим высокое парциальное давление паров над твердой фазой и способным переходить непосредственно из паровой фазы в твердое состояние, и наоборот. Такую кристаллизацию можно использовать для очистки от примесей ряда веществ ( например, нафталина, фталевого ангидрида, салициловой кислоты, фталимида, иода, водородных соединений мышьяка и пр. [45]