Материальный и тепловой балансы кристаллизации
Материальный баланс процесса кристаллизации по общим потокам веществ может быть представлен в виде
, (4.49)
а баланс по безводному веществу – в виде
, (4.50)
где 
, 
и 
– потоки исходного, маточного растворов и полученных кристаллов, соответственно; 
– поток выпаренной воды; 
и 
– концентрации соответственно исходного и маточного растворов; 
– отношение молекулярных масс безводной соли и кристаллогидрата.
Количество получаемого продукта находят путем совместного решения уравнений (4.49) и (4.50):
. (4.51)
В случае изогидрической кристаллизации количество выпаренной воды 
0, и уравнение (4.51) сводится к виду
. (4.52)
Для процесса кристаллизации методом удаления растворителя из насыщенного раствора (
) уравнение (4.51) принимает вид
. (4.53)
Тепловой баланс процесса изогидрической кристаллизации может быть записан в виде равенства на основе схемы тепловых потоков, представленных на рис. 4.65:
, (4.54)
где 
– поток охлаждающей воды; 
, 
, 
, 
, 
– теплоемкости исходного и маточного растворов, охлаждающей воды и кристаллов, соответственно; 
, 
, 
, 
, 
– температуры исходного и маточного растворов, охлаждающей воды и кристаллов, соответственно; 
– теплота кристаллизации; 
– потери тепла в окружающую среду.
Рис. 4.65. Схема тепловых потоков при изогидрической кристаллизации
Уравнения (4.54) и (4.49) позволяют определить расход охлаждающей воды на процесс изогидрической кристаллизации:
. (4.55)
Тепловой баланс процесса кристаллизации методом удаления растворителя при нагревании раствора глухим паром может быть записан на основе схемы тепловых потоков, представленных на рис. 4.66:
, (4.56)
где 
– расход греющего пара; 
,
, 
– энтальпии греющего пара, конденсата и удаленного в виде пара растворителя соответственно.
По уравнениям (4.49) и (4.56) определяют расход греющего пара:
. (4.57)
При кристаллизации солей из растворов молекулы и атомы растворенного вещества значительно сближаются друг с другом, что вызывает тепловой эффект (в большинстве случаев положительный). В практике кристаллизации теплоту кристаллизации обычно принимают равной по величине и противоположной по знаку теплоте растворения.
Рис. 4.66. Схема тепловых потоков при кристаллизации методом удаления растворителя
| Предыдущие материалы: | Следующие материалы: |