Предмет и задачи курса

Абсолютно все вещества, получаемые в химической промышленности, производятся в результате проведения тех или иных технологических процессов. Технологическим процессом называется процесс переработки сырья в предмет потребления или средства производства путём физико-химических изменений данного вещества.

В химической технологии существует большое разнообразие технологических процессов, которые можно определить в определённые группы и рассмотреть общее начало, лежащее в основе процессов каждой группы. Их можно назвать одинаковыми или типовыми для различных производств. Таким образом, изучение закономерностей протекания данных процессов и составляет основную задачу курса ПАХП, которая лежит в основе расчётов и конструирования аппаратов, в которых эти процессы происходят.

Так, как многие процессы можно обобщить, т.е. назвать основными, аналогично, машины и аппараты, обслуживающие протекание процесса, можно назвать основными (типовыми), в основе методики расчёта которых лежат основные фундаментальные законы физики, химии, термодинамики и др. наук. Т.е. аппарат - это устройство, служащее для осуществления конкретного технологического процесса.

Управляющие потоки

Аппарат

Входные потоки

Выходные потоки

Управляющие потоки - катализаторы, подвод тепла и др. которые значительно интенсифицируют ТХ процесс.

Основным параметром работы аппарата является производительность Q по исходному (перерабатываемому) сырью или по готовому (полученному) продукту.

Q_m = m/t , (кг/ч) - массовая

Q_v = V\t, (м³/ч) – объёмная

Классификация основных процессов и аппаратов

1) По технологическим признакам:

а). Гидромеханические процессы - подчиняются законам гидродинамики (Эйлера, Навье-Стокса, Бернулли), т.е. связаны с перемещением жидкостей и газов перемешиванием, с разделением неоднородных систем. Это - отстаивание, осаждение, центрифугирование, фильтрование, циклонирование. Движущей силой этих процессов является перепад давлений.

б). Тепловые процессы - определяются законами теплопередачи (Фурье, Кирхгофа, Ньютона). Это нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание различных растворов. Действие их основано на переходе тепла от одного тела к другому. Движущей силой является разность температур (зависит от гидродинамических процессов, т. е. от режима движения, скорости протекания процесса).

в). Массообменные - связанные с переходом вещества из одной фазы в другую путём массопередачи или диффузии. К ним относятся:

* абсорбция - поглощение газов жидкостью

* адсорбция - поглощение газов твёрдыми веществами

* экстракция - извлечение жидкостью вещества из другой жидкости

* ректификация - разгонка многокомпонентной смеси на составляющие компоненты

* сушка.

г) механические - связанные с законами механики твёрдых тел: дробление, транспортировка, гранулирование, сортировка.

2) По характеру протекания - организационно-технологической структуре:

а). Периодические - протекают в одном аппарате и все параметры, характеризующие этот процесс, меняются во время его протекания. При периодическом процессе необходимое сырьё загружается в аппарат и выдерживается в течении какого-то времени, затем выгружается готовый продукт. Цикл снова повторяется.

б). Непрерывные - протекают в аппарате при неизменных во времени параметрах. Отдельные стадии непрерывного процесса протекают одновременно, но в различных аппаратах.

Непрерывный процесс имеет следующие преимущества:

* возможность автоматизировать процесс

* стабильность качества выпускаемого продукта

* компактность оборудования

* возможность использования замкнутого цикла в производстве

* уменьшение эксплуатационных расходов.

в). Комбинированный - непрерывный, отдельные стадии которого проводятся периодически, или периодический, отдельные стадии которого проводятся непрерывно.