Разработка энергосберегающих вариантов выпарной кристаллизации

• Автор: Бельская, Валентина Игоревна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Основные условные обозначения
Глава Е Анализ литературных данных по вопросам кристаллизации веществ из растворов и использования тепловых насосов
1.1. Основные особенности кристаллизации веществ из растворов
1.2. Кристаллизация путем охлаждения растворов
1.3. Выпарная кристаллизация
1.4. Вакуум-выпарная кристаллизация
1.5. Кристаллизация методом высаливания
1.6. Основные особенности тепловых насосов
1.6.1. Классификация тепловых насосов
1.6.2. Основные типы тепловых насосов
1.7. Использование тепловых насосов при проведении химикотехнологических процессов
1.8. Оценка эффективности применения парокомпрессионных тепловых
насосов
1.9. Выводы
Глава 2. Сочетание процессов выпаривания и выпарной кристаллизации
2.1. Схемы установок и принцип их работы
2.2. Теоретическое описание процесса
2.3. Анализ влияния различных факторов на процесс разделения
Глава 3. Двухкорпусная выпарная кристаллизация с параллельным питанием корпусов исходным раствором
3.1. Схема установки и принцип ее работы
3.2. Теоретическое описание процесса
3.3. Анализ влияния различных факторов на процесс разделения
Глава 4. Сочетание процессов выпаривания и выпарной кристаллизации с использованием тепловых насосов

4.1. Схемы установок и принцип их работы
4.2. Анализ процесса разделения
Глава 5. Двухкорпусная выпарная кристаллизация с использованием теплового насоса
5.1. Схема установки и принцип ее работы
5.2. Теоретическое описание процесса
5.3. Анализ влияния различных факторов на процесс разделения
Выводы
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Процесс выпарной кристаллизации широко используется для выделения растворенных веществ из различных водных растворов. В данном случае пересыщение достигается за счет частичной отгонки растворителя при упаривании раствора с подводом тепла из внешней среды.
Для реализации данного процесса затрачивается довольно большое количество тепловой энергии, что существенно сказывается на его техникоэкономических показателях. Снижение энергоемкости имеет не только экономическое, но и экологическое значение. Уменьшение энергоемкости различных технологических процессов соответственно снижает загрязнение окружающей среды при производстве тепловой и других видов энергии. Здесь уместно отметить, что вопросы снижения энергоемкости процесса выпарной кристаллизации в настоящее время исследованы довольно слабо.
Процесс выпарной кристаллизации по принципу его организации и аппаратурному оформлению в значительной мере напоминает процесс обычного выпаривания. Более того при выделении веществ из разбавленных растворов выпарная кристаллизация часто сочетается с предварительным концентрированием растворов путем их выпаривания. При этом используется два или несколько корпусов. В первых корпусах происходит обычное выпаривание, а в последнем осуществляется процесс выпарной кристаллизации.
По аналогии с процессом выпаривания при проведении выпарной кристаллизации снижение энергетических затрат на её осуществление принципиально может быть достигнуто следующими способами:
• проведение процесса разделения с применением многокорпусных установок, в которых вторичные пары используются для обогрева последующих корпусов;
• использование различных тепловых насосов для сжатия вторичных паров с целью их использования в качестве теплоносителя при

Наиболее распространенным материалом для изготовления термоэлементов получил теллурид висмута (В12Тез) и некоторые его твердые растворы с такими изоморфными соединениями, как селенид висмута (ВъБез) и сурьмянистый теллур (8Ь2Те3) [72].
Достоинствами термоэлектрических ТН являются простота их конструкции и полное отсутствие каких-либо движущихся частей, однако невысокая эффективность и сложность электрической изоляции соединения элементов термопар сужают область применения данных устройств. Термоэлектрический эффект используют как способ получения низких температур в радиоэлектронике, компьютерной технике для локального охлаждения [40].
Вихревые тепловые насосы [3] устроены на использовании эффекта Ранка, в них, располагая исходным газом определенной температуры, получают потоки газов с разными конечными температурами. Сжатый газ (как правило, воздух) с помощью сопла вводится в трубу тангенциально относительно ее оси. Во внутреннем объеме трубы воздух перемещается одновременно винтовым и осевым движением, образуя закрученный поток. В результате сложных термодинамических явлений пристеночные слои газа забирают теплоту от поступательно движущихся приосевых слоев. При этом происходит температурное разделение газа на два потока: периферийный с более высокой температурой и холодный осевой. Затем потоки выводятся из трубы раздельно. Эффективность вихревых тепловых насосов в настоящее время значительно уступает эффективности компрессионных установок.
Практическое применение таких устройств заключается в
одновременном получении высоких и низких температур, например, с целыо организации кондиционирования воздуха в кабине пилота сверхзвукового самолета [40].
Магнетокалорические тепловые насосы основаны на явлении, наблюдаемом в магнитных материалах, парамагнитных солях этих материалов и сплавах редкоземельных металлов. Оно возникает при