Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Однородные и неоднородные системы.



Гомоге́нная систе́ма (от греч. ὁμός — равный, одинаковый; γένω — рождать) — однородная система, химический состав и физические свойства которой во всех частях одинаковы или меняются непрерывно, без скачков (между частями системы нет поверхностей раздела). В гомогенной системе из двух и более химических компонентов каждый компонент распределен в массе другого в виде молекул, атомов, ионов. Составные части гомогенной системы нельзя отделить друг от друга механическим путем.

В гомогенных смесях составные части нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне. Гомогенными смесями являются смеси любых газов и истинные растворы, а также смеси некоторых жидкостей и твердых веществ, например сплавы.

  • жидкие или твердые растворы (растворы — гомогенные (однородные) системы, т.е. каждый из компонентов распределен в массе другого в виде молекул, атомов или ионов)[1].
  • лед
  • смесь газов

Гетероге́нная систе́ма (от греч. ἕτερος — разный; γένω — рождать) — неоднородная система, состоящая из однородных частей (фаз), разделённых поверхностью раздела. Однородные части (фазы) могут отличаться друг от друга по составу и свойствам. Число веществ (компонентов), термодинамических фаз и степеней свободы связаны правилом фаз. Примерами гетерогенных систем могут служить: жидкость — насыщенный пар; насыщенный раствор с осадком; многие сплавы. Твёрдый катализатор в токе газа или жидкости тоже гетерогенная система (гетерогенный катализ). В технике гетерогенной системой является кирпичная и каменная кладка, состоящая из кладочных элементов (кирпича, природных или искусственных камней, бетонных блоков и др.) и строительного раствора.

 

 

7. Правила Госгортехнадзора (Ростехнадзора) и их наиболее важные положения по отношению к стальным сварным аппаратам.

2.1.1. При проектировании сосудов и аппаратов (далее - сосуды) следует обеспечивать технологичность, надежность в течение установленного в технической документации срока службы, безопасность при изготовлении, монтаже, ремонте, диагностировании и эксплуатации, возможность осмотра (в том числе внутренней поверхности), очистки, промывки, продувки и ремонта, контроля технического состояния сосуда при диагностировании, а также контроля давления и отбора среды перед вскрытием сосуда.

Если конструкция сосуда не позволяет при техническом освидетельствовании проведение осмотра (наружного или внутреннего), гидравлического испытания, то следует в технической документации на сосуд указать методику, периодичность и объем контроля сосуда, выполнение которых обеспечит своевременное выявление и устранение дефектов.

2.1.2. Расчетный и назначенный сроки службы сосуда устанавливаются разработчиком сосуда и указываются в технической документации.

2.1.3. При проектировании сосудов следует учитывать требования к перевозке грузов транспортными средствами.

Сосуды, которые не могут транспортироваться в собранном виде, могут проектироваться из частей, соответствующих по габариту требованиям к перевозке транспортными средствами. Деление сосуда на транспортируемые части следует указывать в технической документации.

2.1.4. Расчет на прочность сосудов и их элементов следует проводить в соответствии с нормативно-технической документацией.

При отсутствии стандартизованного метода расчет на прочность выполняет разработчик сосуда и при необходимости согласовывает со специализированной экспертной организацией.

2.1.5. Для сосудов, транспортируемых в собранном виде, а также транспортируемых частей следует предусматривать строповые устройства (захватные приспособления) для проведения погрузочно-разгрузочных работ, подъема и установки сосудов в проектное положение. В обоснованных случаях допускается использовать технологические штуцера и горловины, уступы, бурты и другие конструктивные элементы сосудов.

Конструкция, места расположения строповых устройств и конструктивных элементов для строповки, их количество, схема строповки сосудов и их транспортируемых частей указываются в технической документации.

2.1.6. Для опрокидываемых сосудов следует предусматривать приспособления, предотвращающие самоопрокидывание.

2.1.7. В зависимости от расчетного давления, температуры стенки и рабочей среды сосуды подразделяются на группы. Группа сосуда определяется по таблице 1.

Группу сосуда с полостями, имеющими различные расчетные параметры и среды, допускается определять для каждой полости отдельно. Сосуды, работающие под вакуумом или без давления (под наливом), независимо от расчетного давления следует отнести к группе 5а или 5б.

 

 


Рис.1. Расположение сварных швов заготовок выпуклых днищ



Расстояния и от оси заготовки эллиптических и торосферических днищ до центра сварного шва должны быть не более 1/5 внутреннего диаметра днища.

При изготовлении заготовок с расположением сварных швов согласно рис.1, л количество частей не регламентируется.

2.3.3. Выпуклые днища допускается изготавливать из штампованных лепестков и шарового сегмента. Количество частей не регламентируется.
Если по центру днища устанавливается штуцер, то шаровой сегмент допускается не изготавливать.
2.3.4. Круговые швы выпуклых днищ, изготовленных из штампованных лепестков и шарового сегмента или заготовок с расположением сварных швов согласно рис.1, л, следует располагать от центра днища на расстоянии по проекции не более 1/3 внутреннего диаметра днища. Для полусферических днищ расположение круговых швов не регламентируется.
Наименьшее расстояние между меридиональными швами в месте их примыкания к шаровому сегменту или штуцеру, установленному по центру днища вместо шарового сегмента, а также между меридиональными швами и швом на шаровом сегменте должно быть более трехкратной толщины днища, но не менее 100 мм по осям швов.
2.3.5. Основные размеры эллиптических днищ определяются в соответствии с требованиями государственных стандартов. Допускаются другие размеры эллиптических днищ при условии, что высота выпуклой части не менее 0,25 внутреннего диаметра днища.

2.3.6. Полусферические составные днища (рис.2) допускается применять в сосудах с толщиной обечайки не менее 40 мм при выполнении следующих условий:
нейтральные оси полушаровой части днища и переходной части обечайки корпуса должны совпадать; совпадение осей обеспечивается соблюдением размеров, указанных в технической документации; смещение нейтральных осей полушаровой части днища и переходной части обечайки корпуса не должно превышать 0,5( ), где - толщина обечайки, - толщина днища;


высота переходной части обечайки корпуса должна быть не менее 3 , где - расстояние от края днища до края обечайки.

 

 

8) Измельчение материала осуществляют путем разрушения его первоначальной структуры различными видами деформации: раздавливанием, раскалыванием, истиранием, ударом.

В зависимости от механических свойств и начальных размеров измельчаемого материала применяют один из указанных способов разрушения или их сочетание.

Крупное, среднее и мелкое дробление твердых и хрупких материалов целесообразно осуществлять раздавливанием, ударом и раскалыванием. Твердые и вязкие материалы в основном разрушаются раздавливанием и истиранием.

Тонкое и сверхтонкое измельчение проводят в основном в воде или других жидкостях для исключения пылеобразования и агломерирования уже полученных сверхтонких частиц. Дробление и измельчение являются энергоемкими процессами.

Резание применяют, если требуется не только уменьшить размер кусков, но и придать им определенную форму.

Для крупного дробления применяют щековые и конусные дробилки. Основными рабочими органами щековой дробилки служат неподвижная и подвижная плиты (щеки), защищенные от истирания стальными рифлеными плитами из износостойкой стали. Материал поступает на дробление в верхнюю часть пространства между щеками, измельчается раскалыванием и раздавливанием за счет качательного движения подвижной щеки, постепенно проваливается и выходит через нижнюю щель.

Щековые дробилки широко применяются при подготовке сырья в горно–механической, металлургической промышленности и промышленности цветных металлов. Наиболее мощные агрегаты могут дробить материал размером до 1,5 м в поперечнике, потребляя значительное количество энергии практически за рабочий ход при мгновенных нагрузках

 

 

9) Технологические схемы XTC принято делить на два основных типа: 1) с открытой цепью; 2) циклические (циркуляционные, круговые, замкнутые).

Схема с открытой цепью состоит из аппаратов, через которые все реагирующие компоненты или одна из взаимодействующих фаз проходит лишь один раз. Если степень превращения в одном аппарате невелика, то включают последовательно несколько однотипных аппаратов, например батарею реакторов.

Примером процесса с открытой цепью по газовой фазе может служить технологическая схема отделения кислотной абсорбции нитрозных газов в производстве разбавленной азотной кислоты под атмосферным давлением, которая приведена на рис. 48*. Степень абсорбции оксидов азота в каждой башне относительно невелика, но в шести последовательно соединенных башнях суммарная степень извлечения оксидов азота из газов достигает примерно 92%. Оставшиеся нитрозные газы поглощаются щелочью в последующих башнях (на рисунке не показано). Подобные-схемы используются в производстве серной и соляной кислот, некоторых минеральных солей и многих органических продуктов.

По открытой схеме строят производства, которые включают необратимые и обратимые процессы, идущие с достаточно большим выходом продукта. Если же выход продукта в одном аппарате составляет 4—5% (синтезы спиртов) или до 20% (синтез аммиака) и реагирующая смесь содержит лишь незначительные

* В современных системах, работающих под давлением, абсорбция происходит в многополочных барботажных колоннах.

количества (обычно инертных) примесей, то целесообразно строить производство по циклической схеме.

Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат всех реагирующих масс или одной из фаз в гетерогенном процессе вплоть до достижения заданной степени превращения исходных веществ. Типичными примерами циклической схемы могут служить синтез аммиака

Рис 48 Технологическая схема XTC с открытой цепью — абсорбция нитрозныл газов водой в производстве азотной кислоты: / — абсорбционные башни, 2— кислотные холодильники

(рис. 49), синтезы спиртов, моторных топлив и др. Во всех таких производствах за один цикл в аппарате достигается небольшая степень превращения, но реагирующая смесь после выделения продукта многократно циркулирует через аппарат вплоть до практически полного превращения. К циркулирующей смеси непрерывно добавляется такое количество свежих исходных материалов, которое равно расходу их на получение продукта за один цикл с учетом потерь. Поскольку в процессе расходуются основные исходные компоненты, происходит накопление в циркулирующей газовой смеси баластных примесей, содержащихся в исходном сырье. Для удаления примесей из цикла выводят некоторую часть газовой смеси.

Циклические схемы приобретают особое экономическое и экологическое значение, так как в ряде производств их осуществление позволяет резко снизить количество вредных выбросов по сравнению со схемами с открытой цепью.

В гетерогенных процессах часто применяют комбинированные схемы, в которых одна из реагирующих фаз проходит последовательно ряд аппаратов и оставшаяся часть ее выбрасывается, а вторая фаза циркулирует через некоторые аппараты схемы. Так, например, при переработке коксового газа парогазовая'смесь проходит последовательно через все аппараты по схеме с открытой цепью, а с .лаждающие и абсорбционные растворы циркулируют в отдельных аппаратах. К циркулирующим растворам относятся надсмольная вода, маточный раствор (серная кислота) в аппаратах улавливания аммиака из газа, поглотительное масло в аппаратах абсорбции-десорбции сырого бензола.

 

10) При отсутствии теплообмена между реактором и окружающей средой химический реактор является адиабатическим. Вся теплота, выделяющаяся или поглощающаяся в результате химических реакций, расходуется на внутренний теплообмен, т.е. на нагрев или охлаждение реакционной смеси.

Если теплообмен с окружающей средой протекает гораздо быстрее, чем тепловыделение или теплопоглощение, то во всех точках реакционной зоны обеспечивается постоянство температуры и такой реактор называется изотермическим.

Реакторы, в которых скорости тепловыделения или теплопоглощения соизмеримы со скоростями теплообмена с окружающей средой, температурный режим представляет собой результат баланса между этими процессами и в общем случае это обусловливает неравномерность распределения температуры в реакционной зоне. Такие реакторы называются политермическими.

Особо следует выделить автотермические реакторы, в которых поддержание необходимой температуры процесса осуществляется исключительно за счёт теплоты химического процесса без использования внешних источников энергии. В практике химической технологии стремятся к тому, чтобы химические реакторы, особенно в крупнотоннажных производствах, были автотермическими.

 

 

11) Классификация машин для дробления

Дробилки классифицируют на щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные. К дробилкам следует также отнести бегуны, являющиеся дробильно-помольной машиной.

Щековые и конусные дробилки применяют как для первичного (грубого), так и для вторичного или среднего (и мелкого) дробления каменных пород любой прочности.

Валковые и молотковые дробилки используют для среднего и мелкого дробления каменных пород средней прочности и хрупких. Валковые дробилки применяют для обработки глин.

Роторные дробилки предназначены для дробления неабразивных материалов (известняков). Они характеризуются самой высокой степенью дробления.

Принципиальные схемы основных дробилок представлены на рис. 1-3.

В щековых дробилках (рис. 1-3, а) раздавливание происходит между неподвижной и подвижной щекой в результате периодического нажатия; в отдельных конструкциях раздавливание сочетается с истиранием.

В конусных дробилках (рис. 1-3, б) раздавливание материала и частичное его изгибание происходит между двумя конусами. Внешний конус неподвижен, а внутренний (дробящий), посаженный на вертикальный вал, движется по окружности — эксцентрично по отношению к внешнему конусу. В конусных дробилках процесс дробления непрерывный.

В валковых дробилках (рис. 1-3, б) материал раздавливают валки, вращающиеся навстречу друг другу. В отдельных конструкциях материал измельчается раздавливанием и истиранием, возникающим вследствие различного числа оборотов валков. В валковых дробилках так называемого камневыделительного (дезинте-граторного) типа при измельчении вязких и влажных материалов (обработка глин в керамической промышленности) происходит не только измельчение, но и отделение твердых включений (камни, металлические предметы).

В молотковых дробилках (рис. 1-3, г) материал дробится ударами и отчасти истиранием молотками (билами), свободно подвешенными на быстровращающемся роторе. Раздробленный материал проваливается через колосники.

В роторных дробилках (рис. 1-3, д) дробление осуществляется неподвижно закрепленными билами на быстровращающемся роторе. Раздробленный материал отбрасывается на колосники.

В дезинтеграторах — корзинчатых мельницах (рис. 1-3, ё) материал дробится (измельчается с перемешиванием) между пальцами, укрепленными на двух дисках, вращающихся навстречу друг другу.

 

12) Дистилляция (лат. distillatio — стекание каплями) — перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паров. Различают дистилляцию с конденсацией пара в жидкость (при которой получаемый конденсат имеет усреднённый состав вследствие перемешивания) и дистилляцию с конденсацией пара в твёрдую фазу (при которой в конденсате возникает распределение концентрации компонентов). Продуктом дистилляции является конденсат или остаток (или и то, и другое) – в зависимости от дистиллируемого вещества и целей процесса. Основными деталями дистилляционного устройства являются обогреваемый контейнер (куб) для дистиллируемой жидкости, охлаждаемый конденсатор (холодильник) и соединяющий их обогреваемый паропровод.

Применение

Дистилляция применяется в промышленности и в лабораторной практике для разделения и рафинирования сложных веществ: для разделения смесей органических веществ (например, разделение нефти на бензин, керосин, соляр и др.; получение ароматических веществ в парфюмерии; получение алкогольного спирта) и для получения высокочистых неорганических веществ (например, металлов: бериллий, цинк, магний, кадмий и др.).

Наиболее часто в органическом синтезе используются следующие виды перегонки:

1.Простая перегонка - для разделения веществ с большой разницей в температурах кипения (>60 °C).

2.Фракционная перегонка - для разделения веществ с небольшой разницей в температурах кипения (<60 °C).

3.Перегонка в вакууме - для очистки термолабильных веществ.

4.Перегонка с водяным паром - для очистки веществ, обладающих значительным давление пара при температуре кипения воды.

 

13) Абсорбция — процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Процесс абсорбции происходит в том случае, когда парциальное давление извлекаемого компонента в газовой смеси выше, чем в жидком абсорбенте, вступающем в контакт с этим газом, т.е. для протекания абсорбции необходимо, чтобы газ и абсорбент не находились в состоянии равновесия. Различие в парциальном давлении извлекаемого компонента в газе и жидкости является той движущей силой, под действием которой происходит поглощение (абсорбция) данного компонента жидкой фазой из газовой фазы. Чем больше эта движущая сила, тем интенсивнее переходит этот компонент из газовой фазы в жидкую.

По своей природе различают два вида абсорбции: физическую, при которой извлечение компонентов из газа происходит благодаря их растворимости в абсорбентах и химическую (хемосорбцию), основанную на химическом взаимодействии извлекаемых компонентов с активной частью абсорбента. Скорость физической абсорбции определяется диффузионными процессами, скорость хемосорбции зависит от скорости диффузии и химической реакции.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.