Vegyipari gépek és műveletek III.

Tartalom

Előszó 15
1. BEVEZETÉS 16
2. FÁZISEGYENSÚLYOK 19
2.1. Egykomponensű rendszerek 22
Egykomponensű rendszerek P~t diagramja 22
A forráspont- (gőznyomás-) görbe és a párolgáshő 23
Trouton-szabály 31
2.2. Kétkomponensű rendszerek 32
Kétkomponensű folyadékelegyek 32
Kétkomponensű elegyek teljes t~x diagramja 34
Duhem-Margules-egyenlet 36
Raoult-törvény 37
Dalton-törvény 37
A Raoult-Dalton egyesített törvény 38
A p ~ x diagram i 40
A p~t~x állapotábra 41
A p~x diagram szerkesztése és a kétkomponensű fázisdiagramok rendszere 42
A y~x diagram 44
Fázisegyensúly a kritikus tartományban 46
Eltérések az ideális viselkedéstől 47
A t~x diagram vizsgálata: forralás és kondenzáció 50
Margules-egyenlet 51
Korlátoltan elegyedő és egyáltalán nem elegyedő folyadékok forralása 55
Kétkomponensű rendszerek fázisábráinak összehasonlítása 60
2.3. A gázoldhatóság 62
2.4. Gáz-szilárd fázisegyensúly 66
Szublimációs és deszublimációs fázisegyensúly 66
Adszorpciós és deszorpciós fázisegyensúly 67
2.5. Háromkomponensű rendszerek 72
Háromkomponensű folyadékrendszerek
Háromkomponensű elegyek forralása és kondenzációja 74
2.6. Sokkomponensű rendszerek 76
3. DIFFÚZIÓ ÉS ANYAGÁTVITEL 84
3.1. Bevezetés 86
Thoma-féle hasonlóság 86
3.2. Hő- és anyagátadás 87
3.3. A molekuláris diffúzió 89
Molekuláris diffúzió gázokban 90
Molekuláris dififúzió folyadékokban 92
3.4. Filmelmélet 96
Mekkora a hasonlóság? 97
Kétfilm-elmélet 99
3.5. Turbulencia és diffúziós anyagátadás 103
A Kg és Kl egyesített anyagátviteli tényezők 105
3.6. Az anyagátvitelt magyarázó - a filmelmélettől eltérő - modellek és elméletek 108
4. LEPÁRLÁS ÉS GÁZMOSÁS I. 112
4.1. A lepárlás és abszorpció alapelve 114
A lepárlás és a bepárlás különbözősége 115
Történeti bevezetés 115
4.2. Folytonos rektifikálás 117
Ideális tányér 120
Elméleti tányérszám 122
McCabe-Thiele-módszer 122
Végtelen refluxarány és minimális refluxarány 128
A lepárlás hőszükséglete 132
4.3. Kolonnák nyomás vesztesége 135
4.4. Tányéros oszlopok hatásfoka 137
4.5. Töltött oszlopok 140
Töltött oszlopok j jóságfoka 142
4.6. Egyszerű lepárlási módszerek 144
A vízgőzdesztilláció alapjai 144
Vízgőzdesztilláció 145
Elgőzölögtetés zárt rendszerben 147
Lepárlás nyitott rendszerben 150
4.7. Különleges lepárlási módszerek 153
Kétnyomásos rektifikálás 153
Heteroazeotrop elegyek rektifikálása 154
Azeotropképző anyaggal végzett lepárlás 156
Oldószer adagolásával végzett (extraktív) lepárlás 159
4.8. Rektifikációs számítások entalpia~ összetétel diagramban 161
4.9. Szakaszos rektifikálás 166
4.10. Többkomponensű elegyek rektifikálása 171
Oldalelvétel és több betáplálás 171
Többkomponensű elegyek rektifikációjának vázlata 173
Rektifikáló oszlopok kapcsolása 174
4.11. Komplex elegyek frakcionálása 176
A laboratóriumi vizsgálatok, mint kiindulás 177
Kőolaj-desztilláció 180
4.12. Lepárlás és hőgazdálkodás 182
A hőtakarékosság néhány módszere 183
Hőszivattyús lepárlók 183
Közvetlen gőzbefúvásos rendszer 185
Párakompresszor indirekt (felületi hőcserélős) forralóval 187
Alkalmazások 189
4.13. Vákuumlepárlás, molekuláris lepárlás 192
4.14. Folytonos rektifikálás szabályozása 193
Szabályozott paraméterek és kapcsolatuk 193
Leggyakoribb kolonnaszabályozási módok 194
5. LEPÁRLÁS ÉS GÁZMOSÁS II. 199
5.1. Gázmosás 201
5.2. Abszorpciós-deszorpciós berendezés 206
5.3. Abszorpciós hő 207
5.4. Ellenáramú gázmosó oszlopok 209
Tányérszám számítása A faktorral 209
Töltött oszlopok töltetmagassága 215
NTU-módszer 215
Egyszerűsített NTU-módszer 220
Grafikus szerkesztési módszer 223
5.5. Abszorberek alkalmazásai 225
Mosóolajos földgázmosás 225
Hideg metanolos mosás - 226
5.6. Egyenáramú gázmosó 230
5.7. Toronytól eltérő abszorpciós szerkezetek 231
Felületi abszorberek 231
Porlasztó-permetező abszorberek 232
5.8. Deszorpció 235
5.9. Kemoszorpció 237
Kémiai reakció nélküli elnyelési modell 238
Anyagátadás kémiai reakció kíséretében 238
Irreverzibilis elsőrendű reakció 239
Kemoszorpciós NTU 243
6. LEPÁRLÁS ÉS GÁZMOSÁS III. 245
6.1. Az oszlopszerkezetek áttekintése 248
6.2. Toronyszerkezetekről általában 252
Túlfolyós-tányéros oszlopok folyadékvezetése 254
A tányérfelület 258
6.3. Tányéros oszlop működési tartománya 262
Legnagyobb gőz-, ill. gázterhelés 264
Legkisebb gőz-, ill. gázterhelés 267
Működési határviszony 268
Legnagyobb folyadékterhelés 268
Legkisebb folyadékterhelés 269
6.4. Tányérok nyomásvesztesége 270
6.5. Túlfolyós tányérok 273
Néhány buboréksapkás tányérszerkezet 274
Alagútsapkás tányérok és egyéb sapkaszerű szerkezetek 280
Túlfolyós szitatányér 286
Szelepes tányérok 291
6.6. Túlfolyó nélküli vagy zuhany tányérok 297
Rácstányér (turbogrid) 297
Szelepes rácstányérok 301
Billenőelemes túlfolyó nélküli tányér 305
Rezgőnyelves tányér 305
6.7. Töltött tornyok 307
A töltött torony általános felépítése 308
A töltött torony átmérője 312
A töltet nyomásvesztesége 319
A folyadékvisszatartás (hold-up) 325
Nedvesítési fok 326
6.8. Töltött abszorber töltetmagassága 328
A kinetikai együttható 331
A gázfázisra vonatkozó ßv tényező 332
A folyadékfázisra vonatkozó ßL tényező 334
A töltelékfelület és a fázisérintkezési felület 335
Az egységmagasság 340
Cornell, Knapp és Fair módszere az egységmagasság számítására 342
6.9. Függőleges járatú Jantzen-oszlopszerkezet 345
6.10. Vízszintes lécrakatok 347
6.11. Vízszintes járatú oszlopszerkezetek 349
6.12. Csomagtöltetek 354
6.13. Töltött oszlopok belső szerkezeti tartozékai 368
Folyadékelosztók 368
Töltettartók 372
6.14. Oszlopelemek és-tartozékok 375
6.15. Forralok és kondenzátorok 380
6.16. Lepárló oszlopok karbantartása 382
6.17. Lepárló oszlopok kiválasztása 385
6.18. Oszlopszerkezetek összehasonlítása 388
7. EXTRAKCIÓ I. 392
7.1. Folyadék-folyadék extrakció 394
Oldószerek, háromkomponensű rendszerek 395
Az oldószerek kiválasztása 397
7.2. Extraktorokkal szemben támasztott követelmények 399
Extrakciós megoldások 399
A keverő és az ülepítő (nyugtató) az extraktor alegységei 399
Többfokozatú egyenáramú extrakció 400
Többfokozatú ellenáramú extrakció 402
Szétoszlatott és folytonos fázis 404
Emulziók 405
7.3. Extrakciós fokozatszám 408
Az egyes számítási megoldások 409
7.4. Az extrakció folytonos érintkeztetésű készülékekben 413
A folytonos működésű extraktorok hosszanti visszakeveredési jelenségei és azok figyelembevétele 416
7.5. Az extrakció ipari alkalmazásai 420
Merkaptánok kinyerése szénhidrogének mellől 420
Nyers kaprolaktám tisztítása 421
8. EXTRAKCIÓ II 423
8.1. Folyadék-folyadék extraktorok 425
Ellenáramú extraktorok 425
Extraháló oszlopok 425
8.2. Egyszerű extrakciós oszlopok 427
Permetező oszlopok 427
Terelőlemezes oszlopok 430
Szitatányéros oszlopok 431
Túlfolyó nélküli szitatányéros oszlopok 432
Töltött oszlopok 434
SMV statikus keverős extraktor 436
8.3. Keverős-forgóelemes extrakciós oszlopok 440
Forgótárcsás extraktor 440
Á forgótárcsás extraktorok hidrodinamikája 443
A diszpergált folyadék retenciója (hold-up) 445
Axiális diszperzió 450
Anyagátadás 451
Egyéb keverős-forgóelemes extraktorok 452
Scheibel-oszlop 452
Oldshue-Rushton oszlop 453
Belső terelőcsöves forgótárcsás extraktor 453
Kühni-oszlop 454
EC-oszlop 455
RZE-oszlop 456
SHE-oszlop 457
ARD-oszlop 458
8.4. Lengetett-elemes extrakciós oszlopok 460
8.5. Folyadéklüktetéses extrakciós oszlopok 462
SMVP pulzált statikus keverős extraktor 464
8.6. Centrifugális extraktorok 465
Robatel centrifugális extraktor 465
Westfalia kúptányéros extraktor 466
önürítő extrakciós centrifuga 468
Ellenáramú extrakciós dekanter 469
Podbielniak extraktor 470
8.7. Graesser-extraktor 472
8.8. Keverő-ülepítő extraktorok (mixer-settler extraktorok) 474
8.9. Kiválasztási szempontok és irányelvek 475
9. EXTRAKCIÓ III 487
9.1. Szilárd-folyadék extrakció 487
Kilúgzás (kivonatolás) 487
Szakkifejezések 487
A kilúgzás előtti műveletekről 488
Műveleti módszerek és berendezések 490
Szakaszos és félfolytonos módszerek 490
Folytonos működésű berendezések 495
Az oldószerek 509
Szilárd-folyadék extrakció számítása 510
9.2. Destrakció (nagynyomású extrakció) 513
Az oldógázok termodinamikai jellemzői 513
A destrakció művelete és készülékei 518
10. FRAKCIONÁLÓ OLVADÉKKRISTÁLYOSÍTÁS 523
10.1. Az olvadék ~ kristály rendszerek típusai 524
10.2. A frakcionáló olvadékkristályosítás módszerei és készülékei 527
Összefüggő kristályrétegnövesztő módszerek és készülékek 527
A kristályszuszpenziós módszerek és készülékek 529
10.3. A Sulzer-MWB kristályosítás 531
11. ADSZORPCIÓ 538
11.1. Az adszorpció művelete 539
11.2. A művelet-kiválasztás szempontjai 540
11.3. Az adszorbensek fajtái és jellemző tulajdonságaik 541
Aktív szén 543
Molekulasziták 544
11.4. Adszorpciós fázisegyensúly 546
11.5. Az adszorpció és deszorpció időbeli lefutása 549
11.6. Adszorpciós készülékek 558
Nyugvó rétegű adszorberek 558
Készülékfejlesztési irányok 565
Fluidizált rétegű adszorberek 566
Mechanikus mozgatású adszorberek 569
11.7. Kapcsolási sémák és üzemeltetési szempontok 571
12. SZÁRÍTÁS 576
12.1. Bevezetés 578
12.2. A nedves anyag 580
A nedves anyagok csoportosítása szerkezetük és viselkedésük szerint 581
A száradó nedves anyag állapotjelzői 582
Szorpciós izotermák, az egyensúlyi ~ W diagram 583
Higroszkópos anyagok 585
Pszichrométer 586
A száradás sebessége 587
Sheperd-diagram 592
12.3. A szárítóközeg 594
A nedves levegő 594
A szárítóközeg állapotjelzői 594
Entalpia~ összetétel diagramok 597
12.4. A száradás és szárítás folyamatának analízise 601
A nedves anyagok száradási folyamata 602
Hő- és nedvességmérleg 606
A szárítás hatékonysága 608
A kísérleti vizsgálatok célja és tervezése 612
Kereszt-, ellen- és egyenáramú szárítóberendezések 612
A szárítás változatai 616
Visszakeverés 616
Többfokozatú melegítés 617
12.5. Szárítási eljárások és szárítóberendezések 619
12.6. Atmoszferikus konvekciós szárítók 622
Szárítószekrény és szárítókamra 622
Favorit (Schilde-típusú) aknás szárító 624
Átáramlásos szárító 625
Alagútszárító 626
Szalagos szárító 628
Függőleges szalagos-fúvókás szárító 630
Gravitációs (csörgedező) toronyszárító 631
Forgótányéros vagy turbinaszárító 633
Spirál-szalagos szárító 635
Vibrációs spirálszárító 636
Dobszárító 637
Ellenáramú direkt fűtésű forgódobos szárító 639
Két részre osztott forgódobos szárító 643
Roto-Louvre szárító 644
Fluidizációs szárító 645
Keverőműves fluidizációs szárító 650
Anhydro Spin-Flash szárító 650
Gejzíres szárító 652
Mikrogejzíres fluidizációs szárító 652
Örvénylökéses szárító 656
Pneumatikus szárító 657
Andreas ütve-örlő szárító 661
Turbo-flyer szárító 663
Porlasztó szárító 664
Niro-Atomizer porítóberendezés 665
Filtermat-szárító 669
Porlasztó és fluidizációs összetett szárító 671
12.7. Atmoszferikus kontakt szárítók 672
Hengeres szárító 672
Kontakt forgódobos szárító 677
Csöves szárító 677
Drall-csöves szárító 679
12.8. Vákuumszárítók 681
Vákuumszárítószekrény 682
Forgótartályos szárító (himbáló szárító) 683
Druvatherm keverő-kaparólapátos vákuumszárító 684
Állótányéros szárító 686
Hengeres vákuumszárító 688
12.9. Szublimációs szárítók 690
Szárítva fagyasztás 690
Fagyasztva szárítás 690
Függőleges vibrációs szublimáló szárító 693
Tányéros szublimáló szárító 695
12.10. Egyéb szárítók 698
Infravörös szárítás 698
Dielektromos szárítás 700
13. GÁZOK CSEPPFOLYÓSÍTÁSA ÉS SZÉTVÁLASZTÁSA 707
13.1. Bevezetés 709
A cseppfolyósított gázok néhány adata 709
13.2. A cseppfolyósítás elve és módszerei 711
Megjegyzések a Thomson-Joule effektus értelmezéséhez (a IV. Maxwell-egyenlet) 713
A Thomson-Joule effektus 715
A fojtóberendezések néhány vázlata 719
Az inverzió 721
13.3. A Linde-Hampson eljárás 723
A cseppfolyósító hőmérlege 725
Az előhűtéses Linde-eljárás 727
A kettősnyomású Linde-eljárás 729
A Linde-eljárás veszteségtényezői 734
13.4. A Claude-eljárás 735
13.5. A Kapica-eljárás 740
13.6. A kriogenerátor 743
13.7. Cseppfolyós levegő szétválasztása 748
Az atmoszferikus levegő összetétele 748
Egyszerű Linde-oszlop 751
Claude-oszlop 752
Kettős Linde-oszlop 753
Lachmann-féle befúvási módszer 756
Üzemi adatok, hatásfok, hidegveszteség 757
Heylandt-kapcsolású szétválasztok 758
Linde-Fränkl-kapcsolású szétválasztok 760
Expanziós turbinák 765
BR-1 levegőbontó berendezés 767
Nagyolvasztói oxigénmű 769
Nagyméretű oxigénművek és „revex"-ek 771
Név- és tárgymutató 791

Témakörök