बच्चों के लिए ज्वरनाशक दवाएं बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित की जाती हैं। लेकिन बुखार के लिए आपातकालीन स्थितियाँ होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की आवश्यकता होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएं सबसे सुरक्षित हैं?
प्रस्तावना.
अनुशासन "रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण" (पीएसीटी) मौलिक सामान्य इंजीनियरिंग विषयों में से एक है। यह छात्र के सामान्य इंजीनियरिंग प्रशिक्षण में अंतिम और विशेष प्रशिक्षण में मौलिक है।
विभिन्न प्रकार के रासायनिक उत्पादों और सामग्रियों के उत्पादन की तकनीक में कई समान भौतिक और सामग्री शामिल हैं रासायनिक प्रक्रियाएँ, सामान्य पैटर्न द्वारा विशेषता। विभिन्न उद्योगों में ये प्रक्रियाएँ संचालन के सिद्धांत में समान उपकरणों में की जाती हैं। रासायनिक उद्योग की विभिन्न शाखाओं में सामान्य प्रक्रियाओं और उपकरणों को रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाएं और उपकरण कहा जाता है।
पीएएच अनुशासन में दो भाग होते हैं:
· रासायनिक प्रौद्योगिकी के सैद्धांतिक आधार;
· रासायनिक प्रौद्योगिकी की मानक प्रक्रियाएं और उपकरण;
पहला भाग विशिष्ट प्रक्रियाओं के सामान्य सैद्धांतिक पैटर्न की रूपरेखा देता है; सैद्धांतिक और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए दृष्टिकोण की कार्यप्रणाली के मूल सिद्धांत; मुख्य प्रक्रियाओं और पहचान के तंत्र का विश्लेषण सामान्य पैटर्नउनका पाठ्यक्रम; शारीरिक और के सामान्यीकृत तरीके गणितीय मॉडलिंगऔर प्रक्रियाओं और उपकरणों की गणना।
दूसरे भाग में तीन मुख्य खंड हैं, जिनकी सामग्री रासायनिक प्रौद्योगिकी के मूल सिद्धांतों के व्यावहारिक इंजीनियरिंग मुद्दों को प्रकट करती है:
· जल यांत्रिक प्रक्रियाएं और उपकरण;
थर्मल प्रक्रियाएं और उपकरण;
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएं और उपकरण।
इन खंडों में, प्रत्येक विशिष्ट तकनीकी प्रक्रिया की सैद्धांतिक पुष्टि दी गई है, उपकरणों के मुख्य डिजाइन और उनकी गणना की पद्धति पर विचार किया गया है। व्याख्यान, प्रयोगशाला और व्यावहारिक पाठ, पाठ्यक्रम डिजाइन, छात्रों का स्वतंत्र कार्य और सामान्य इंजीनियरिंग उत्पादन अभ्यास आगे की शिक्षा और उत्पादन में काम दोनों के लिए आवश्यक ज्ञान, कौशल और क्षमताओं का अधिग्रहण प्रदान करता है।
परिचय।
1.1 पाठ्यक्रम के विषय और उद्देश्य.
प्रौद्योगिकी (तकनीक-कला, शिल्प कौशल) उत्पादन प्रक्रिया में प्रसंस्करण, निर्माण, राज्य, गुण, कच्चे माल के रूप, सामग्री या अर्ध-तैयार उत्पादों को बदलने के तरीकों का एक सेट है।
तकनीकी प्रक्रियाओं का अध्ययन विषय है अवधि।प्रौद्योगिकी, एक विज्ञान के रूप में, विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं के सबसे कुशल कार्यान्वयन के लिए प्राकृतिक विज्ञान (भौतिकी, रसायन विज्ञान, यांत्रिकी, आदि) के नियमों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए शर्तें निर्धारित करती है। प्रौद्योगिकी का उत्पादन से सीधा संबंध है, और उत्पादन निरंतर परिवर्तन और विकास की स्थिति में है।
पाठ्यक्रम का मुख्य उद्देश्य: विभिन्न पदार्थों के स्थानांतरण और संरक्षण की प्रक्रियाओं के सामान्य पैटर्न की पहचान करना; तकनीकी प्रक्रियाओं और उनके कार्यान्वयन के लिए उपकरणों की गणना के लिए तरीकों का विकास; उपकरणों और मशीनों के डिजाइन, उनकी विशेषताओं से परिचित होना।
अनुशासन में महारत हासिल करने के परिणामस्वरूप, छात्रों को पता होना चाहिए:
1. सैद्धांतिक आधाररासायनिक प्रौद्योगिकी प्रक्रियाएं; कानून; उनका वर्णन करना; प्रक्रियाओं का भौतिक सार, स्थापना की योजनाएँ; उपकरणों का डिज़ाइन और उनके कार्य का सिद्धांत; कंप्यूटर का उपयोग करने सहित प्रक्रियाओं और उपकरणों की गणना करने की पद्धति।
2. मॉडलिंग और बड़े पैमाने पर संक्रमण के सिद्धांत, संबंधित प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए उपकरणों का सही विकल्प और उनकी गहनता की संभावना।
3. रासायनिक प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में विज्ञान और प्रौद्योगिकी की आधुनिक उपलब्धियाँ।
वे कौशल जिनमें छात्रों को महारत हासिल करनी चाहिए:
1. सूचित पसंद की विशिष्ट समस्याओं को हल करने में सैद्धांतिक ज्ञान को सही ढंग से लागू करें:
क) कुछ प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए उपकरण का डिज़ाइन;
बी) उपकरणों के ऑपरेटिंग पैरामीटर;
ग) प्रक्रियाओं के संचालन की योजनाएँ।
2. स्वतंत्र रूप से उपकरणों की गणना करें।
3. प्रयोगशाला अनुसंधान सुविधाओं पर स्वतंत्र रूप से काम करें, प्रयोगात्मक डेटा को संसाधित करें, अनुभवजन्य निर्भरता प्राप्त करें, गणना विधियों का विश्लेषण करें।
4. मानक प्रक्रियाओं और उपकरणों को डिज़ाइन करें, तकनीकी साहित्य और GOSTs का उपयोग करें, ESKD के अनुसार तकनीकी दस्तावेज़ भरें।
1.2 रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाओं का वर्गीकरण।
आधुनिक रासायनिक प्रौद्योगिकी विभिन्न एसिड, क्षार, लवण, खनिज उर्वरक, तेल और कोयला प्रसंस्करण के उत्पादों, कार्बनिक यौगिकों, पॉलिमर आदि के उत्पादन की प्रक्रियाओं का अध्ययन करती है। हालांकि, रासायनिक उत्पादों की विशाल विविधता के बावजूद, उनका उत्पादन कई के साथ जुड़ा हुआ है। समान प्रक्रियाओं (तरल पदार्थ और गैसों को स्थानांतरित करना, गर्म करना और ठंडा करना, सुखाना, रासायनिक संपर्क, आदि)। इसलिए, प्रक्रियाओं की गति निर्धारित करने वाले कानूनों के आधार पर, उन्हें निम्नलिखित समूहों में जोड़ा जा सकता है:
1. हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं, जिनकी गति हाइड्रोमैकेनिक्स के नियमों द्वारा निर्धारित होती है। इसमें तरल पदार्थ और गैसों का परिवहन, विषम प्रणालियों का उत्पादन और पृथक्करण आदि शामिल हैं।
2. थर्मल प्रक्रियाएं, जिनकी दर गर्मी हस्तांतरण के नियमों (तरल पदार्थों और गैसों का ठंडा और गर्म होना, वाष्पों का संघनन, तरल पदार्थों का उबलना, आदि) द्वारा निर्धारित होती है।
3. बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएं, जिनकी दर चरण इंटरफ़ेस (अवशोषण, सोखना, निष्कर्षण, तरल पदार्थों का आसवन, सुखाने, आदि) के माध्यम से एक चरण से दूसरे चरण में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है।
4. रासायनिक प्रक्रियाएं, जिनकी गति रासायनिक गतिकी के नियमों द्वारा निर्धारित होती है।
5. यांत्रिक प्रक्रियाएं जो ठोस यांत्रिकी के नियमों (पीसना, छांटना, ठोस पदार्थों को मिलाना आदि) द्वारा वर्णित हैं।
सूचीबद्ध प्रक्रियाएँ अधिकांश रासायनिक उद्योगों का आधार बनती हैं और इसलिए इन्हें रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य (विशिष्ट) प्रक्रियाएँ कहा जाता है।
PAKhT पहले तीन समूहों का अध्ययन करता है, चौथा समूह OHT अनुशासन का अध्ययन करता है, पाँचवाँ समूह - विषय का अध्ययन करता है विशेष अनुशासनप्रोफाइलिंग विभाग।
इस पर निर्भर करते हुए कि प्रक्रिया पैरामीटर (प्रवाह दर, तापमान, दबाव, आदि) समय के साथ बदलते हैं या नहीं बदलते हैं, उन्हें विभाजित किया जाता है अचल(स्थापित) और गैर स्थिर(अस्थिर). यदि हम किसी पैरामीटर को द्वारा निरूपित करते हैं यू, तब:
स्थिर प्रक्रिया U(x,y,z)
गैर-स्थिर प्रक्रिया U(x,y,z,t)
बैच प्रक्रियाइसके व्यक्तिगत चरणों के स्थान की एकता द्वारा विशेषता। प्रक्रिया गैर-स्थिर है.
सतत प्रक्रियाइसके सभी चरणों के दौरान समय की एकता की विशेषता। प्रक्रिया स्थिर (स्थिर) है।
मिलो संयुक्तप्रक्रियाएं - अलग-अलग चरण लगातार, अलग-अलग समय-समय पर किए जाते हैं।
हालाँकि, PAKhT पाठ्यक्रम ऊपर सूचीबद्ध व्यक्तिगत समूहों की प्रस्तुति के रूप में नहीं बनाया गया है। रासायनिक प्रौद्योगिकी की सामान्य सैद्धांतिक नींव का अलग से अध्ययन किया जाता है, फिर रासायनिक प्रौद्योगिकी की विशिष्ट प्रक्रियाओं और उपकरणों का वर्णन किया जाता है।
1.3 निरंतरता परिकल्पना.
एक तरल माध्यम किसी खाली स्थान के बिना किसी न किसी आयतन को निरंतर तरीके से भरता है, या एक सतत माध्यम है। ऐसे मीडिया का वर्णन करते समय, यह माना जाता है कि उनमें कण होते हैं। इसके अलावा, एक सतत माध्यम के एक कण का मतलब उसके आयतन का कोई मनमाना छोटा हिस्सा नहीं है, बल्कि उसका एक बहुत छोटा हिस्सा है, जिसके अंदर अरबों अणु होते हैं। सामान्य स्थिति में, स्थानिक Δl या समय Δt निर्देशांक के स्थूल पैमाने के विभाजन का न्यूनतम मूल्य इतना छोटा होना चाहिए कि Δl या Δt के भीतर स्थूल भौतिक मात्राओं में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सके, और इतनी बड़ी होनी चाहिए कि प्राप्त सूक्ष्म मात्राओं के उतार-चढ़ाव की उपेक्षा की जा सके। समय के साथ इन मात्राओं का औसत Δt या कण आयतन Δl 3। न्यूनतम पैमाने पर विभाजन मूल्य का चुनाव हल की जा रही समस्या की प्रकृति से निर्धारित होता है।
माध्यम के स्थूल आयतन की गति से द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा का स्थानांतरण होता है।
रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाओं और उपकरणों का वर्गीकरण
निर्भर करता है पैटर्न से प्रवाह को चिह्नित करते हुए, रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाओं को पांच मुख्य समूहों में विभाजित किया गया है।
1. यांत्रिक प्रक्रियाएँ , जिसकी गति ठोस अवस्था भौतिकी के नियमों से संबंधित है। इनमें शामिल हैं: ठोस थोक सामग्रियों को पीसना, वर्गीकरण, खुराक देना और मिश्रण करना।
2. हाइड्रोमैकेनिकल प्रक्रियाएं , जिसकी प्रवाह दर हाइड्रोमैकेनिक्स के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है। इनमें शामिल हैं: गैसों का संपीड़न और संचलन, तरल पदार्थों, ठोस पदार्थों की गति, अवसादन, निस्पंदन, तरल चरण में मिश्रण, द्रवीकरण, आदि।
3. थर्मल प्रक्रियाएं , जिसकी प्रवाह दर ऊष्मा स्थानांतरण के नियमों द्वारा निर्धारित होती है। इनमें प्रक्रियाएँ शामिल हैं: तापन, वाष्पीकरण, शीतलन (प्राकृतिक और कृत्रिम), संघनन और उबलना।
4. बड़े पैमाने पर स्थानांतरण (प्रसार) प्रक्रियाएं , जिसकी तीव्रता किसी पदार्थ के एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण की दर से निर्धारित होती है, अर्थात। सामूहिक स्थानांतरण के नियम. प्रसार प्रक्रियाओं में शामिल हैं: अवशोषण, सुधार, निष्कर्षण, क्रिस्टलीकरण, सोखना, सुखाने, आदि।
5. रासायनिक प्रक्रियाएँ पदार्थों के रूपांतरण और उनके परिवर्तन से संबंधित रासायनिक गुण. इन प्रक्रियाओं की दर रासायनिक गतिकी के नियमों द्वारा निर्धारित होती है।
प्रक्रियाओं के सूचीबद्ध विभाजन के अनुसार, रासायनिक उपकरणों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:
- पीसने और वर्गीकृत करने वाली मशीनें;
- हाइड्रोमैकेनिकल, थर्मल, मास ट्रांसफर डिवाइस;
- रासायनिक परिवर्तनों के कार्यान्वयन के लिए उपकरण - रिएक्टर।
द्वारा संगठनात्मक और तकनीकी संरचना प्रक्रियाओं को आवधिक और निरंतर में विभाजित किया गया है।
में बैच प्रक्रिया अलग-अलग चरण (संचालन) एक ही स्थान (उपकरण, मशीन) में किए जाते हैं, लेकिन अलग-अलग समय पर (चित्र 1.1)। में सतत प्रक्रिया (चित्र 1.2) अलग-अलग चरण एक साथ किए जाते हैं, लेकिन अंदर अलग - अलग जगहें(उपकरण या मशीनें)।
निरंतर प्रक्रियाओं के आवधिक प्रक्रियाओं की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ हैं, जिनमें प्रत्येक चरण के लिए विशेष उपकरणों की संभावना, उत्पाद की गुणवत्ता में सुधार, समय के साथ प्रक्रिया को स्थिर करना, विनियमन में आसानी, स्वचालन आदि शामिल हैं।
किसी भी सूचीबद्ध डिवाइस में प्रक्रियाएं करते समय, संसाधित सामग्री के मापदंडों के मान बदल जाते हैं। प्रक्रिया को दर्शाने वाले पैरामीटर दबाव, तापमान, एकाग्रता, घनत्व, प्रवाह दर, एन्थैल्पी आदि हैं।
प्रवाह की गति की प्रकृति और तंत्र में प्रवेश करने वाले पदार्थों के मापदंडों में परिवर्तन के आधार पर, सभी उपकरणों को तीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है: आदर्श (पूरा )भ्रम , उपकरण आदर्श (पूरा )विस्थापन और उपकरण मध्यवर्ती प्रकार .
विभिन्न डिज़ाइनों के निरंतर हीट एक्सचेंजर्स के उदाहरण का उपयोग करके विभिन्न संरचनाओं के प्रवाह की विशेषताओं को प्रदर्शित करना सबसे सुविधाजनक है। चित्र 1.3, आदर्श विस्थापन के सिद्धांत पर काम करने वाले हीट एक्सचेंजर का एक आरेख दिखाता है। यह माना जाता है कि इस उपकरण में बिना मिश्रण के "पिस्टन" प्रवाह होता है। शीतलक में से एक का तापमान प्रारंभिक तापमान से अंतिम तापमान तक उपकरण की लंबाई के साथ बदलता रहता है, इस तथ्य के परिणामस्वरूप कि उपकरण के माध्यम से बहने वाले तरल की बाद की मात्रा पिछले वाले के साथ मिश्रित नहीं होती है, जिससे वे पूरी तरह से विस्थापित हो जाते हैं। दूसरे शीतलक का तापमान स्थिर (संघनित भाप) माना जाता है।
उपकरण में उत्तम मिश्रण तरल की अगली और पिछली मात्राएँ आदर्श रूप से मिश्रित होती हैं, उपकरण में तरल का तापमान स्थिर होता है और अंतिम मात्रा के बराबर होता है (चित्र 1.3, बी)।
वास्तविक उपकरणों में न तो आदर्श मिश्रण की स्थितियाँ प्रदान की जा सकती हैं और न ही आदर्श विस्थापन की। व्यवहार में, इन योजनाओं का केवल काफी करीबी अनुमान ही प्राप्त किया जा सकता है, इसलिए वास्तविक उपकरण हैं मध्यवर्ती उपकरण (चित्र 1.3, सी)।
चावल। 1.1. बैच प्रक्रिया उपकरण:
1 - कच्चा माल; 2 - तैयार उत्पाद; 3 - भाप; 4 - घनीभूत; 5 - ठंडा पानी
चावल। 1.2. सतत प्रक्रिया को पूरा करने के लिए उपकरण:
1 - हीट एक्सचेंजर-हीटर; 2 - एक स्टिरर के साथ उपकरण; 3 - हीट एक्सचेंजर-रेफ्रिजरेटर; मैं - कच्चा माल; II - तैयार उत्पाद; III - भाप; IV - घनीभूत;
वी - ठंडा पानी
चावल। 1.3. विभिन्न प्रकार के उपकरणों में तरल हीटिंग के दौरान तापमान परिवर्तन: ए - पूर्ण विस्थापन; बी - पूर्ण मिश्रण; सी - मध्यवर्ती प्रकार
उपकरण के किसी भी तत्व के लिए तरल को गर्म करने की मानी जाने वाली प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति अंतर है 
गर्म होती भाप और गर्म तरल के तापमान के बीच।
प्रत्येक प्रकार के उपकरण में प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम में अंतर विशेष रूप से स्पष्ट हो जाता है यदि हम विचार करें कि प्रत्येक प्रकार के उपकरण में प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति कैसे बदलती है। ग्राफ़ की तुलना से यह पता चलता है कि अधिकतम ड्राइविंग बल पूर्ण विस्थापन के उपकरणों में होता है, न्यूनतम - पूर्ण मिश्रण के उपकरणों में।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लगातार संचालित होने वाले आदर्श मिश्रण उपकरण में प्रक्रियाओं की प्रेरक शक्ति को उपकरण की कार्यशील मात्रा को कई खंडों में विभाजित करके काफी बढ़ाया जा सकता है।
यदि एक आदर्श मिश्रण उपकरण के आयतन को n उपकरणों में विभाजित किया जाए और उनमें प्रक्रिया को अंजाम दिया जाए, तो प्रेरक शक्ति बढ़ जाएगी (चित्र 1.4)।
आदर्श मिश्रण उपकरणों में अनुभागों की संख्या में वृद्धि के साथ, ड्राइविंग बल का मूल्य आदर्श विस्थापन उपकरणों में इसके मूल्य के करीब पहुंच जाता है, और बड़ी संख्या में अनुभागों (8-12 के क्रम में) के साथ, उपकरणों में ड्राइविंग बल दोनों प्रकार लगभग समान हो जाते हैं।
चावल। 1.4. सेक्शनिंग के दौरान प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति को बदलना
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रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण
1. पाठ्यक्रम का विषय और उद्देश्य "रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण"
1.1 PAKT पाठ्यक्रम के उद्देश्य
1.2 रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाओं का वर्गीकरण
2. रासायनिक इंजीनियरिंग प्रक्रियाओं की सैद्धांतिक नींव
2.1 प्रक्रियाओं और उपकरणों के बारे में विज्ञान के बुनियादी नियम
2.2 स्थानांतरण घटनाएँ
3. थर्मोडायनामिक संतुलन के नियम
4. संवेग स्थानांतरण
मुख्य साहित्य
1. पाठ्यक्रम का विषय और उद्देश्य "रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण"
प्रक्रियाओं को कुछ शर्तों के तहत होने वाले प्राकृतिक और तकनीकी पदार्थों की स्थिति में परिवर्तन के रूप में समझा जाता है। प्रक्रियाओं को प्राकृतिक में विभाजित किया जा सकता है (इनमें जलाशयों की सतहों से पानी का वाष्पीकरण, पृथ्वी की सतह का गर्म होना और ठंडा होना आदि शामिल हैं), जिसका अध्ययन भौतिकी, रसायन विज्ञान, यांत्रिकी और अन्य प्राकृतिक का विषय और कार्य है। विज्ञान, और उत्पादन या तकनीकी, जिसका अध्ययन प्रौद्योगिकी का विषय और कार्य है (अर्थात कला, शिल्प कौशल, क्षमता)।
प्रौद्योगिकी एक विज्ञान है जो प्राकृतिक विज्ञान (भौतिकी, रसायन विज्ञान ...) के नियमों के व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए शर्तों को निर्धारित करता है, अर्थात। उत्पादों के निर्माण की प्रक्रिया में किए गए प्रसंस्करण, निर्माण, किसी पदार्थ की स्थिति, गुण, संरचना, कच्चे माल का रूप, सामग्री या अर्ध-तैयार उत्पाद को बदलने के तरीकों का एक सेट। उत्पादन तकनीक में सामान्य पैटर्न की विशेषता वाली कई समान भौतिक और भौतिक-रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल हैं। विभिन्न उद्योगों में ये प्रक्रियाएँ संचालन के सिद्धांत में समान उपकरणों में की जाती हैं। रासायनिक उद्योग की विभिन्न शाखाओं में सामान्य प्रक्रियाओं और उपकरणों को रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाएं और उपकरण कहा जाता है।
पीएएच अनुशासन में दो भाग होते हैं:
· रासायनिक प्रौद्योगिकी के सैद्धांतिक आधार;
· रासायनिक प्रौद्योगिकी की मानक प्रक्रियाएं और उपकरण।
पहला भाग विशिष्ट प्रक्रियाओं के सामान्य सैद्धांतिक पैटर्न की रूपरेखा देता है; सैद्धांतिक और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए दृष्टिकोण की कार्यप्रणाली के मूल सिद्धांत; मुख्य प्रक्रियाओं के तंत्र का विश्लेषण और उनके पाठ्यक्रम के सामान्य पैटर्न की पहचान; भौतिक और गणितीय मॉडलिंग और प्रक्रियाओं और उपकरणों की गणना के सामान्यीकृत तरीके तैयार किए गए हैं। तकनीकी रासायनिक उपकरण थर्मोडायनामिक
दूसरे भाग में तीन मुख्य भाग हैं:
· जल यांत्रिक प्रक्रियाएं और उपकरण;
थर्मल प्रक्रियाएं और उपकरण;
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएं और उपकरण।
इन खंडों में, प्रत्येक विशिष्ट तकनीकी प्रक्रिया की सैद्धांतिक पुष्टि दी गई है, उपकरणों के मुख्य डिजाइन और उनकी गणना की पद्धति पर विचार किया गया है।
1.1 PAKT पाठ्यक्रम के उद्देश्य
1. विशिष्ट उपकरणों पर रासायनिक प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए इष्टतम तकनीकी व्यवस्था का निर्धारण।
2. तकनीकी प्रक्रिया को अंजाम देने के लिए उपकरणों के डिजाइन की गणना और डिजाइन।
1.2 रासायनिक प्रौद्योगिकी की मुख्य प्रक्रियाओं का वर्गीकरण
प्रक्रियाओं की गति निर्धारित करने वाले कानूनों के आधार पर, उन्हें पाँच समूहों में विभाजित किया गया है:
हाइड्रोडायनामिक प्रक्रियाएं, जिनकी गति हाइड्रोमैकेनिक्स (तरल पदार्थ की गति, संपीड़न और गैसों की गति, तरल और गैस विषम प्रणालियों को अलग करना - अवसादन, निस्पंदन, सेंट्रीफ्यूजेशन, आदि) के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है।
थर्मल प्रक्रियाएं, जिनकी दर गर्मी हस्तांतरण (हीटिंग, कूलिंग, वाष्प संघनन, वाष्पीकरण) के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है।
बड़े पैमाने पर स्थानांतरण प्रक्रियाएँ, जिनकी दर चरण इंटरफ़ेस (अवशोषण, सुधार, निष्कर्षण, आदि) के माध्यम से एक चरण से दूसरे चरण में बड़े पैमाने पर स्थानांतरण के नियमों द्वारा निर्धारित की जाती है।
रासायनिक प्रक्रियाएँ. रासायनिक प्रक्रियाओं की गति रासायनिक गतिकी के नियमों द्वारा निर्धारित होती है।
यांत्रिक प्रक्रियाओं को ठोस यांत्रिकी के नियमों द्वारा वर्णित किया गया है और इसमें पीसना, परिवहन, छंटाई (आकार के आधार पर वर्गीकरण) और ठोस पदार्थों का मिश्रण शामिल है।
संगठन की विधि के अनुसार सभी प्रक्रियाओं को आवधिक, निरंतर और संयुक्त में विभाजित किया गया है। आवधिक प्रक्रियाएँ एक ही उपकरण में होती हैं, लेकिन अलग-अलग समय पर। निरंतर प्रक्रियाएँ एक साथ आगे बढ़ती हैं, लेकिन अंतरिक्ष में अलग हो जाती हैं।
रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएँ स्थिर (सेटल) और नॉन-स्टेशनरी (गैर-स्थिर) होती हैं।
यदि प्रक्रिया के पैरामीटर (तापमान, दबाव, आदि) उपकरण में स्थानिक निर्देशांक में परिवर्तन के साथ बदलते हैं, तो उपकरण के प्रत्येक बिंदु (स्थान) पर समय स्थिर रहता है - एक स्थिर प्रक्रिया। यदि प्रक्रिया पैरामीटर निर्देशांक के कार्य हैं और समय के प्रत्येक बिंदु पर परिवर्तन होते हैं - एक अस्थिर प्रक्रिया।
संयुक्त प्रक्रिया या तो एक सतत प्रक्रिया है, जिसके अलग-अलग चरण समय-समय पर चलते रहते हैं, या ऐसी आवधिक प्रक्रिया होती है, जिसके एक या अधिक चरण लगातार चलते रहते हैं।
अधिकांश रासायनिक-तकनीकी प्रक्रियाओं में कई क्रमिक चरण शामिल होते हैं। आम तौर पर एक चरण दूसरों की तुलना में अधिक धीरे-धीरे आगे बढ़ता है, जिससे पूरी प्रक्रिया की गति सीमित हो जाती है। प्रक्रिया की समग्र गति बढ़ाने के लिए, सबसे पहले, सीमित चरण को प्रभावित करना आवश्यक है। यदि प्रक्रिया के चरण समानांतर में चलते हैं, तो सबसे अधिक उत्पादक चरण को प्रभावित करना आवश्यक है, क्योंकि यह सीमित है। प्रक्रिया के सीमित चरण का ज्ञान हमें प्रक्रिया के विवरण को सरल बनाने और प्रक्रिया को तीव्र करने की अनुमति देता है।
2. रासायनिक इंजीनियरिंग प्रक्रियाओं की सैद्धांतिक नींव
2.1 प्रक्रियाओं और उपकरणों के बारे में विज्ञान के बुनियादी नियम
रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाओं और उपकरणों के विज्ञान का सैद्धांतिक आधार प्रकृति के निम्नलिखित बुनियादी नियम हैं:
द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा (पदार्थ) के संरक्षण के नियम, जिसके अनुसार किसी पदार्थ की आय उसके उपभोग के बराबर होती है। संरक्षण कानून संतुलन समीकरणों का रूप लेते हैं, जिनका संकलन रासायनिक और तकनीकी प्रक्रियाओं के विश्लेषण और गणना का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।
द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा स्थानांतरण के नियम किसी भी पदार्थ के फ्लक्स घनत्व को निर्धारित करते हैं। स्थानांतरण के नियम चल रही प्रक्रियाओं की तीव्रता और अंततः, उपयोग किए गए उपकरणों की उत्पादकता को निर्धारित करना संभव बनाते हैं।
थर्मोडायनामिक संतुलन के नियम उन स्थितियों को निर्धारित करते हैं जिनके तहत किसी पदार्थ का स्थानांतरण समाप्त होता है। तंत्र की वह अवस्था, जिसमें पदार्थ स्थानांतरण की कोई अपरिवर्तनीय प्रक्रिया नहीं होती, संतुलन कहलाती है। संतुलन स्थितियों का ज्ञान स्थानांतरण प्रक्रिया की दिशा, प्रक्रिया प्रवाह की सीमाओं और प्रक्रिया की प्रेरक शक्ति के परिमाण को निर्धारित करना संभव बनाता है।
2.2 स्थानांतरण घटनाएँ
रासायनिक प्रौद्योगिकी की कोई भी प्रक्रिया एक या कई प्रकार के पदार्थों के स्थानांतरण से वातानुकूलित होती है: द्रव्यमान, गति, ऊर्जा। हम पदार्थ स्थानांतरण के तंत्र, उन शर्तों पर विचार करेंगे जिनके तहत स्थानांतरण किया जाता है, साथ ही प्रत्येक प्रकार के पदार्थ के लिए स्थानांतरण समीकरण भी।
स्थानांतरण तंत्र
पदार्थ स्थानांतरण के तीन तंत्र हैं: आणविक, संवहनी और अशांत। इसके अलावा, विकिरण के कारण ऊर्जा हस्तांतरण भी किया जा सकता है।
आणविक तंत्र.पदार्थ स्थानांतरण का आणविक तंत्र अणुओं या अन्य सूक्ष्म कणों (इलेक्ट्रोलाइट्स और क्रिस्टल में आयन, धातुओं में इलेक्ट्रॉन) की थर्मल गति के कारण होता है।
संवहन तंत्र.पदार्थ स्थानांतरण का संवहन तंत्र समग्र रूप से माध्यम के स्थूल आयतन की गति के कारण होता है। अंतरिक्ष के किसी भाग के प्रत्येक बिंदु पर विशिष्ट रूप से परिभाषित भौतिक मात्रा के मूल्यों के समूह को किसी दिए गए मात्रा का क्षेत्र (घनत्व, सांद्रता, दबाव, वेग, तापमान, आदि का क्षेत्र) कहा जाता है।
माध्यम के स्थूल आयतन की गति से बड़े पैमाने पर स्थानांतरण होता है साथ, गति साथऔर ऊर्जा सीईइकाई आयतन ( साथ -एक इकाई आयतन का घनत्व या द्रव्यमान, सीडब्लू- इकाई आयतन का संवेग, साथइएक इकाई आयतन की ऊर्जा है)।
संवहन गति के कारणों के आधार पर, मुक्त और मजबूर संवहन को प्रतिष्ठित किया जाता है। मुक्त संवहन की शर्तों के तहत किसी पदार्थ का स्थानांतरण माध्यम के आयतन में विभिन्न बिंदुओं पर घनत्व में अंतर के कारण होता है, इन बिंदुओं पर तापमान में अंतर के कारण। जबरन संवहन तब होता है जब माध्यम की पूरी मात्रा को स्थानांतरित करने के लिए मजबूर किया जाता है (उदाहरण के लिए, एक पंप द्वारा या यदि इसे एक स्टिरर के साथ मिलाया जाता है)।
अशांत तंत्र. अशांत परिवहन तंत्र अंतरिक्ष-समय पैमाने के संदर्भ में आणविक और संवहनी तंत्र के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखता है। अशांत गति केवल संवहनी गति की कुछ शर्तों के तहत होती है: चरण सीमा से पर्याप्त दूरी और वेग क्षेत्र की विषमता।
चरण सीमा के सापेक्ष माध्यम (गैस या तरल) की गति की कम गति पर, इसकी परतें एक दूसरे के समानांतर, नियमित रूप से चलती हैं। ऐसा आंदोलन कहा जाता है लामिना का. यदि गति की विषमता और चरण सीमा से दूरी एक निश्चित मूल्य से अधिक है, तो गति की स्थिरता का उल्लंघन होता है। माध्यम (भंवर) के अलग-अलग आयतनों की एक अनियमित अराजक गति विकसित होती है। ऐसा आंदोलन कहा जाता है उपद्रवी.
गति मोड का पहला अध्ययन 1883 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी ओ. रेनॉल्ड्स द्वारा किया गया था, जिन्होंने एक पाइप में पानी की गति का अध्ययन किया था। लामिना गति के दौरान, एक पतली रंग की धारा चलती तरल पदार्थ के थोक के साथ मिश्रित नहीं होती थी और इसमें एक सीधा प्रक्षेपवक्र होता था। प्रवाह दर या पाइप व्यास में वृद्धि के साथ, ट्रिकल ने एक लहर जैसी गति प्राप्त कर ली, जो गड़बड़ी की घटना को इंगित करती है। उपरोक्त मापदंडों में और वृद्धि के साथ, ट्रिकल तरल के थोक के साथ मिश्रित हो गया, और रंगीन संकेतक पाइप के पूरे क्रॉस सेक्शन पर धुंधला हो गया।
यहां अशांति के पैमाने की अवधारणा का उपयोग किया जाता है, जो भँवरों के आकार को निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, अणुओं के विपरीत, भंवर अंतरिक्ष में स्पष्ट रूप से सीमित स्थिर संरचनाएं नहीं हैं। वे पैदा होते हैं, छोटे-छोटे भंवरों में टूट जाते हैं और ऊर्जा के ताप (ऊर्जा अपव्यय) में परिवर्तन के साथ क्षय हो जाते हैं। इसलिए, अशांति का पैमाना एक औसत सांख्यिकीय मान है। अशांत गति के वर्णन के लिए विभिन्न दृष्टिकोण संभव हैं।
दृष्टिकोणों में से एक में भौतिक मात्राओं (वेग, सांद्रता, तापमान) के मूल्यों का अस्थायी औसत अंतराल पर होता है जो बड़े पैमाने पर भंवरों के उतार-चढ़ाव की विशिष्ट अवधि से भी अधिक होता है।
3. थर्मोडायनामिक संतुलन के नियम
यदि प्रणाली संतुलन की स्थिति में है, तो पदार्थ स्थानांतरण की कोई स्थूल अभिव्यक्तियाँ नहीं देखी जाती हैं। अणुओं की तापीय गति के बावजूद, जिनमें से प्रत्येक द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा स्थानांतरित करता है, प्रत्येक दिशा में स्थानांतरण की समसंभाव्यता के कारण पदार्थ का कोई स्थूल प्रवाह नहीं होता है।
एकल-चरण प्रणाली में संतुलन जो बाहरी ताकतों के अधीन नहीं है, तब स्थापित होता है जब सिस्टम के गुणों को चिह्नित करने वाली मैक्रोस्कोपिक मात्रा के स्थान के प्रत्येक बिंदु पर मान समान होते हैं:
(एक्स,वाई,जेड,टी) = स्थिरांक;
तापमान - टी(एक्स,वाई,जेड,टी) = स्थिरांक;घटकों की रासायनिक क्षमता
- एम मैं(एक्स,वाई,जेड,टी) = स्थिरांक।
हाइड्रोमैकेनिकल, थर्मल और एकाग्रता संतुलन की स्थितियों को अलग से अलग करना संभव है।
हाइड्रोमैकेनिकल संतुलन:
थर्मल (थर्मल) संतुलन:
टी= स्थिरांक;
एकाग्रता संतुलन:
एममैं= स्थिरांक,
यहां डिफरेंशियल ऑपरेटर ऑपरेटर नाबला है
स्थानांतरण प्रक्रियाओं की अभिव्यक्ति और द्रव्यमान, संवेग और ऊर्जा के स्थूल प्रवाह के उद्भव के लिए स्थिति प्रणाली का कोई संतुलन नहीं है। स्थानांतरण प्रक्रियाओं की दिशा प्रणाली की संतुलन की स्थिति के लिए सहज आकांक्षा से निर्धारित होती है, अर्थात। स्थानांतरण प्रक्रियाओं से सिस्टम घटकों की गति, तापमान और रासायनिक क्षमता में समानता आती है। इन मात्राओं की असमानताएँ हैं आवश्यक शर्तेंस्थानांतरण प्रक्रियाएँ और उन्हें कहा जाता है चलाने वाले बल.
प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, सिस्टम को संतुलन से बाहर लाना आवश्यक है, अर्थात। बाहर से प्रभाव. यह सिस्टम में द्रव्यमान या ऊर्जा की आपूर्ति या बाहरी ताकतों की कार्रवाई के कारण संभव है। उदाहरण के लिए, गुरुत्वाकर्षण के क्षेत्र में निपटान होता है, वाष्पीकरण तब होता है जब गर्मी की आपूर्ति की जाती है, और अवशोषण तब होता है जब एक अवशोषक को सिस्टम में पेश किया जाता है।
परिवहन समीकरण
पदार्थ प्रवाह- सतह की एक इकाई के माध्यम से समय की प्रति इकाई स्थानांतरित होने वाले पदार्थ की मात्रा।
दूरी बदलना
संवहन तंत्र. संवहन तंत्र के कारण द्रव्यमान प्रवाह निम्नलिखित संबंध द्वारा संवहन वेग से संबंधित है
[किलो/मीटर 2 सेकंड] (2)
द्रव्यमान के बजाय पदार्थ के प्रवाह का उपयोग करना अक्सर अधिक सुविधाजनक होता है
[किमीओल/एम 2 एस] (3)
यहाँ एम मैं- घटक का दाढ़ द्रव्यमान मैं[किलो/किलोमीटर], सी मैं- दाढ़ सांद्रता [kmol / m 3]।
आणविक तंत्र. द्रव्यमान स्थानांतरण के आणविक तंत्र का मुख्य नियम फ़िक का पहला नियम है, जो दो-घटक प्रणाली के लिए इस प्रकार है:
, एन=2 (4)
कहाँ डी आईजे- बाइनरी (पारस्परिक) प्रसार का गुणांक ( डी आईजे= डी जी) .
अशांत तंत्र. अशांत द्रव्यमान स्थानांतरण को भंवरों की अराजक गति के परिणामस्वरूप आणविक स्थानांतरण के अनुरूप माना जा सकता है। अशांत प्रसार का गुणांक पेश किया गया है डी टी, जो माध्यम के गुणों, और वेग की अमानवीयता, और इंटरफ़ेस सतह से दूरी दोनों पर निर्भर करता है।
. (5)
निकट-दीवार क्षेत्र में अशांत और आणविक प्रसार के गुणांक का अनुपात पहुँचता है डी टी/डी मैं ~ 10 2 - 10 5 .
ऊर्जा अंतरण
सिस्टम की ऊर्जा को उप-विभाजित किया जा सकता है: सूक्ष्म और स्थूल। सूक्ष्मदर्शी, जो स्वयं अणुओं की आंतरिक ऊर्जा, उनकी तापीय गति और अंतःक्रिया का माप है, सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा कहलाती है ( यू). स्थूल ऊर्जा गतिज ऊर्जा का योग है ( इ क), माध्यम की संवहन गति और बाहरी बलों के क्षेत्र में सिस्टम की संभावित ऊर्जा के कारण ( इ पी). इस प्रकार, प्रति इकाई द्रव्यमान प्रणाली की कुल ऊर्जा को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है
ई" = यू" + ई" क+ ई" पी[जे/किग्रा] (6)
अभाज्य का अर्थ है कि ऊर्जा प्रति इकाई द्रव्यमान है।
ऊर्जा को ऊष्मा या कार्य के रूप में स्थानांतरित किया जा सकता है। ऊष्मा सूक्ष्म स्तर पर ऊर्जा हस्तांतरण का एक रूप है, कार्य स्थूल स्तर पर होता है।
संवहन तंत्र. संवहन तंत्र द्वारा किए गए ऊर्जा प्रवाह का रूप होता है
[जे/एम2एस] = [डब्ल्यू/एम2] (7)
यह सतह की एक इकाई के माध्यम से समय की प्रति इकाई गतिमान स्थूल आयतन द्वारा हस्तांतरित ऊर्जा की मात्रा है।
आणविक तंत्र. आणविक तंत्र सूक्ष्म स्तर पर ऊर्जा हस्तांतरण करता है, अर्थात। गर्मी के रूप में. यांत्रिक और एकाग्रता संतुलन की स्थितियों के तहत आणविक तंत्र के कारण गर्मी प्रवाह को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है
, (8)
आणविक तापीय चालकता का गुणांक [W/mK] कहां है।
इस समीकरण को कहा जाता है फूरियर कानून.
अशांत तंत्र. अशांत तापीय चालकता गुणांक का परिचय देकर अशांत ऊर्जा हस्तांतरण को आणविक ऊर्जा हस्तांतरण के अनुरूप माना जा सकता है
टी (9)
अशांत प्रसार गुणांक की तरह टीसिस्टम के गुणों और गति के तरीके से निर्धारित किया जाएगा। संदर्भ के प्रयोगशाला फ्रेम में कुल ऊर्जा प्रवाह लिखा जा सकता है
.
4. संवेग स्थानांतरण
संवहन परिवहन. उस स्थिति पर विचार करें जब माध्यम कुछ संवहन वेग से चलता है डब्ल्यू एक्सअक्ष दिशा में एक्स. इस स्थिति में, एक इकाई आयतन का संवेग या संवेग बराबर होगा डब्ल्यू एक्स. फिर गति की मात्रा डब्ल्यू एक्स, अक्ष की दिशा में संवहन तंत्र के कारण स्थानांतरित हो गया एक्ससतह की एक इकाई के माध्यम से प्रति इकाई समय के बराबर होगा
= [पा] (10)
एक्स, अक्ष के अनुदिश एक इकाई सतह के माध्यम से प्रति इकाई समय स्थानांतरित किया गया हाँ,के बराबर होगा
(11)
इसी प्रकार, सभी दिशाओं में संवेग स्थानांतरण संवहन संवेग फ्लक्स टेंसर के 9 घटक देता है,
(12)
(13)
आणविक स्थानांतरण.अक्ष के अनुदिश निर्देशित गति की मात्रा एक्स, (डब्ल्यू एक्स), अक्ष के अनुदिश स्थानांतरित किया गया वाईआणविक तंत्र के कारण एक इकाई सतह के माध्यम से प्रति इकाई समय को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है
(14)
कहाँ एम[Pa s] और [m2/s] क्रमशः गतिशील और गतिक आणविक श्यानता के गुणांक हैं। इस समीकरण को कहा जाता है न्यूटन का श्यानता का नियम. यदि चिपचिपापन गुणांक व्युत्पन्न के मूल्य पर निर्भर नहीं करता है डब्ल्यू एक्स/ य, अर्थात। लत xyसे डब्ल्यू एक्स/ यरैखिक, माध्यम को न्यूटोनियन कहा जाता है। यदि यह शर्त पूरी नहीं होती - गैर-न्यूटोनियन। उत्तरार्द्ध में पॉलिमर, पेस्ट, सस्पेंशन और उद्योग में उपयोग की जाने वाली कई अन्य सामग्रियां शामिल हैं।
अशांत परिवहन.अशांत तंत्र के कारण संवेग के स्थानांतरण को आणविक तंत्र के अनुरूप माना जा सकता है।
(15)
कहाँ एम टीऔर टी- अशांत चिपचिपाहट के गतिशील और गतिज गुणांक, माध्यम के गुणों और गति के तरीके से निर्धारित होते हैं टी~डी टी.
कुल संवेग प्रवाह लिखा जा सकता है
(16),
चिपचिपा तनाव टेंसर कहां है जिसके तत्वों में आणविक और अशांत गति हस्तांतरण दोनों शामिल हैं
(17).
तो, द्रव्यमान, ऊर्जा और गति के स्थानांतरण के समीकरणों पर विचार किया जाता है। इन समीकरणों की सादृश्यता को सत्यापित करना आसान है। संवहन प्रवाह एक इकाई आयतन में स्थानांतरित पदार्थ के उत्पाद का प्रतिनिधित्व करता है (साथ,इ", साथ) संवहन गति के लिए. आणविक या अशांत तंत्र के कारण प्रवाह संबंधित परिवहन गुणांक का उत्पाद है (डी, एम, एम टी) पर प्रेरक शक्तिप्रक्रिया। यह सादृश्य दूसरों का वर्णन करने के लिए कुछ प्रक्रियाओं के अध्ययन के परिणामों का उपयोग करना संभव बनाता है।
मुख्य साहित्य
1. डायटनर्स्की यू.आई. रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण। मॉस्को: रसायन विज्ञान, 2002. खंड 1-400 पी। टी.2-368 पी.
2. कसाटकिन ए.जी. रासायनिक प्रौद्योगिकी की बुनियादी प्रक्रियाएं और उपकरण। 9वां संस्करण. मॉस्को: रसायन विज्ञान, 1973. 750 पी।
3. पावलोव के.एफ., रोमानकोव पी.जी., नोसकोव ए.ए. रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाओं और उपकरणों के दौरान उदाहरण और कार्य। एल.: रसायन विज्ञान, 1987। 576 पी.
4. रज़िनोव ए.आई., डायकोनोव जी.एस. स्थानांतरण घटना. कज़ान, केएसटीयू का प्रकाशन गृह, 2002। 136 पी।
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आधुनिक रासायनिक प्रौद्योगिकी विभिन्न सामग्रियों को पीसने, कुचलने, परिवहन करने से जुड़ी है। उनमें से कुछ प्रसंस्करण के दौरान एरोसोल रूप में बदल जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप धूल, वेंटिलेशन और प्रक्रिया गैसों के साथ मिलकर वायुमंडल में प्रवेश करती है। वर्तमान में उत्पादन में उपयोग की जाने वाली रासायनिक प्रौद्योगिकी की मूल बातों पर विचार करें।
गैसीय पदार्थों की धूल हटाने के लिए उपकरण
धूल के कणों की कुल सतह ऊँची होती है; परिणामस्वरूप, वे बढ़ी हुई जैविक और रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करते हैं। कुछ पदार्थ जो हवा में फैले हुए रूप में होते हैं उनमें नए गुण होते हैं, उदाहरण के लिए, वे स्वचालित रूप से विस्फोट करने में सक्षम होते हैं। विभिन्न आकार और आकार के धूल कणों से उत्पादन में बनने वाले गैसीय पदार्थों को शुद्ध करने के लिए विभिन्न रासायनिक प्रौद्योगिकी उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
डिज़ाइन में महत्वपूर्ण अंतर के बावजूद, उनके संचालन का सिद्धांत भारित चरण की देरी पर आधारित है।
चक्रवात और धूल संग्रहण कक्ष
रासायनिक प्रौद्योगिकी की विभिन्न प्रक्रियाओं और उपकरणों का विश्लेषण करते हुए, हम धूल इकट्ठा करने वाले उपकरणों के एक समूह पर ध्यान केंद्रित करेंगे, जिसमें शामिल हैं:
- रोटरी धूल कलेक्टर;
- चक्रवात;
- अंधे मॉडल;
- धूल कक्ष.
ऐसे उपकरणों के फायदों के बीच, हम उनके डिजाइन की सादगी पर ध्यान देते हैं, जिसके कारण उनका उत्पादन गैर-विशिष्ट उद्यमों में किया जाता है।
ऐसे उपकरणों के नुकसान के रूप में, पेशेवर दक्षता की कमी, पुन: सफाई की आवश्यकता पर ध्यान देते हैं। सभी प्रकार के धूल संग्राहक केन्द्रापसारक बलों के आधार पर काम करते हैं, धूल कणों के जमने की शक्ति और गति में भिन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए शास्त्रीय रासायनिक तकनीक में पाइराइट को भूनने के दौरान बनी भट्टी गैस से अशुद्धियों को दूर करने के लिए चक्रवात का उपयोग शामिल है। गैस, जिसमें सिंडर (मिश्रित लौह ऑक्साइड) के कण होते हैं, एक विशेष स्पर्शरेखा नोजल के माध्यम से चक्रवात में प्रवेश करती है, फिर तंत्र की आंतरिक दीवारों के साथ घूमती है। धूल एकत्र करने वाले बंकर में धूल का संचय और अवसादन किया जाता है, और शुद्ध गैस ऊपर उठती है और केंद्रीय पाइप के माध्यम से अगले उपकरण में जाती है।
रासायनिक प्रौद्योगिकी उन मामलों में चक्रवात के उपयोग से जुड़ी है जहां परिणामी गैसीय पदार्थ के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे नहीं रखा जाता है।
गीली सफाई मशीनें
अंदर गीला रास्ता आधुनिक उत्पादनइसे विभिन्न निलंबित कणों से औद्योगिक गैसों के शुद्धिकरण के सबसे प्रभावी और सरल प्रकारों में से एक माना जाता है। गैसों की गीली सफाई से जुड़ी रासायनिक प्रौद्योगिकी की प्रक्रियाएं और उपकरण वर्तमान में न केवल घरेलू, बल्कि विदेशी उद्योग में भी मांग में हैं। निलंबित कणों के अलावा, वे गैसीय और वाष्पशील घटकों को पकड़ने में सक्षम हैं जो उत्पादों की गुणवत्ता को कम करते हैं।
ऐसे उपकरणों को पैक्ड खोखले, फोम और बुदबुदाती, अशांत और केन्द्रापसारक प्रकारों में विभाजित किया गया है।
विघटनकर्ता में एक रोटर और एक स्टेटर होता है जो विशेष गाइड वेन्स से सुसज्जित होता है। तरल को नोजल के माध्यम से घूमने वाले रोटर में डाला जाता है। स्टेटर और रोटर रिंगों के बीच चलने वाले गैस प्रवाह के कारण यह अलग-अलग बूंदों में कुचल जाता है, जिसके परिणामस्वरूप तरल के फंसे हुए कणों के साथ गैसों का संपर्क बढ़ जाता है। केन्द्रापसारक बलों के लिए धन्यवाद, धूल को उपकरण की दीवारों पर फेंक दिया जाता है, फिर इसे इससे हटा दिया जाता है, और शुद्ध गैसीय पदार्थ अगले उपकरण में प्रवेश करते हैं, या वायुमंडल में छोड़े जाते हैं।
झरझरा फिल्टर
अक्सर, रासायनिक प्रौद्योगिकी में विशेष छिद्रपूर्ण विभाजन के माध्यम से पदार्थों का निस्पंदन शामिल होता है। यह विधि मानती है एक उच्च डिग्रीविभिन्न प्रकार के निलंबित कणों से शुद्धिकरण, इसलिए रासायनिक उत्पादन में झरझरा फिल्टर की मांग है।
उनका मुख्य नुकसान फ़िल्टर घटकों के व्यवस्थित प्रतिस्थापन की आवश्यकता, साथ ही उपकरणों के बड़े आयाम हैं।
औद्योगिक फिल्टर को दानेदार और कपड़े वर्गों में विभाजित किया गया है। वे बिखरे हुए चरण की उच्च सांद्रता वाले औद्योगिक गैसीय पदार्थों के शुद्धिकरण के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। संचित कणों को समय-समय पर हटाने के लिए, तंत्र में विशेष पुनर्जनन उपकरण स्थापित किए जाते हैं।
तेल शोधन की विशेषताएं
यांत्रिक अशुद्धियों और उच्च आर्द्रता से परिष्कृत उत्पादों के शुद्धिकरण से जुड़ी बारीक रासायनिक प्रौद्योगिकियां बिल्कुल निस्पंदन प्रक्रियाओं पर आधारित हैं।
उन प्रक्रियाओं और उपकरणों में से जो वर्तमान में पेट्रोकेमिकल उद्योग में उपयोग किए जाते हैं, उनमें सह-विभाजन, अल्ट्रासाउंड के माध्यम से निस्पंदन शामिल है। केन्द्रापसारक विभाजक, सहसंयोजक फिल्टर, निपटान प्रणालियों की सहायता से, प्रारंभिक शुद्धिकरण चरण किया जाता है।
पेट्रोलियम उत्पादों के जटिल शुद्धिकरण को करने के लिए, वर्तमान में झरझरा बहुलक रचनाओं का उपयोग किया जाता है
उन्होंने अपनी प्रभावशीलता, ताकत, विश्वसनीयता साबित कर दी है, इसलिए सामान्य रासायनिक प्रौद्योगिकी में उनका उपयोग तेजी से किया जा रहा है।
विद्युत फिल्टर
सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन की तकनीक में इस विशेष उपकरण का उपयोग शामिल है। इनमें सफाई दक्षता 90 से 99.9 प्रतिशत तक होती है। इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर विभिन्न आकार के तरल और ठोस कणों को पकड़ने में सक्षम हैं, उपकरण 400-5000 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में काम करते हैं।
अपनी कम परिचालन लागत के कारण, इन उपकरणों का आधुनिक रासायनिक उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है। ऐसे उपकरणों के मुख्य नुकसानों में से, हम उनके निर्माण के लिए महत्वपूर्ण प्रारंभिक लागतों के साथ-साथ स्थापना के लिए एक बड़ी जगह आवंटित करने की आवश्यकता पर प्रकाश डालते हैं।
आर्थिक दृष्टिकोण से, बड़ी मात्रा में सफाई करते समय उनका उपयोग करना उचित है, अन्यथा इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रीसिपिटेटर्स का उपयोग एक महंगा उपक्रम होगा।
संपर्क उपकरण
रसायन विज्ञान और रासायनिक प्रौद्योगिकी में विभिन्न प्रकार के उपकरणों और उपकरणों का उपयोग शामिल है। संपर्क उपकरण के रूप में ऐसा आविष्कार उत्प्रेरक प्रक्रियाओं के कार्यान्वयन के लिए है। एक उदाहरण सल्फर ऑक्साइड (4) की सल्फर डाइऑक्साइड में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया है, जो चरणों में से एक है तकनीकी उत्पादनसल्फ्यूरिक एसिड।
रेडियल-सर्पिल वर्ष के कारण, गैस विशेष विभाजनों पर स्थित उत्प्रेरक के साथ एक परत से होकर गुजरती है। संपर्क उपकरण के लिए धन्यवाद, उत्प्रेरक ऑक्सीकरण की दक्षता में काफी वृद्धि हुई है, और डिवाइस का रखरखाव सरल हो गया है।
उत्प्रेरक की एक सुरक्षात्मक परत के साथ एक विशेष हटाने योग्य टोकरी बिना किसी समस्या के इसके प्रतिस्थापन की अनुमति देती है।
भट्ठा
इस उपकरण का उपयोग 700 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया से सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में किया जाता है। प्रतिधारा के सिद्धांत के लिए धन्यवाद, जिसका तात्पर्य विपरीत दिशाओं में वायु ऑक्सीजन और लौह पाइराइट की आपूर्ति से है, एक तथाकथित द्रवयुक्त बिस्तर बनता है। लब्बोलुआब यह है कि खनिज कणों को ऑक्सीजन की मात्रा पर समान रूप से वितरित किया जाता है, जो ऑक्सीकरण प्रक्रिया के उच्च गुणवत्ता वाले मार्ग की गारंटी देता है।
ऑक्सीकरण प्रक्रिया पूरी होने के बाद, परिणामस्वरूप "कैल्सिन" (आयरन ऑक्साइड) एक विशेष हॉपर में प्रवेश करता है, जहां से इसे समय-समय पर हटा दिया जाता है। परिणामी भट्ठी गैस (सल्फर ऑक्साइड 4) को धूल हटाने के लिए भेजा जाता है, फिर सुखाया जाता है।
रासायनिक उत्पादन में उपयोग की जाने वाली आधुनिक भट्टियाँ प्रतिक्रिया उत्पादों के नुकसान को काफी कम कर सकती हैं, साथ ही परिणामी भट्ठी गैस की गुणवत्ता में भी वृद्धि कर सकती हैं।
भट्ठे में पाइराइट ऑक्सीकरण की प्रक्रिया को तेज करने के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन में, फीडस्टॉक को पहले से कुचल दिया जाता है।
दस्ता भट्टियाँ
ऐसे रिएक्टरों में ब्लास्ट फर्नेस शामिल हैं, जो लौह धातु विज्ञान का आधार बनते हैं। मिश्रण भट्टी में प्रवेश करता है, विशेष छिद्रों के माध्यम से आपूर्ति की गई ऑक्सीजन के संपर्क में आता है, और फिर परिणामस्वरूप कच्चा लोहा ठंडा हो जाता है।
ऐसे उपकरणों के विभिन्न संशोधनों ने न केवल लोहे, बल्कि तांबे के अयस्कों और कैल्शियम यौगिकों के प्रसंस्करण में भी अपना आवेदन पाया है।
निष्कर्ष
एक पूर्ण जीवन की कल्पना करना कठिन है आधुनिक आदमीरासायनिक उत्पादन के उत्पाद के उपयोग के बिना। रासायनिक उद्योग, बदले में, स्वचालित और यांत्रिक प्रौद्योगिकियों के उपयोग, विशेष उपकरणों के उपयोग के बिना पूरी तरह से काम नहीं कर सकता है। वर्तमान में, रासायनिक उत्पादन उपकरण और मशीनों का एक जटिल सेट है जो रासायनिक-भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं, तैयार उत्पादों की पैकेजिंग और परिवहन के लिए स्वचालित उपकरण के लिए डिज़ाइन किया गया है।
ऐसे उत्पादन में मांग वाली मुख्य मशीनों और उपकरणों में वे हैं जो प्रक्रिया की कामकाजी सतह को बढ़ाने, उच्च गुणवत्ता वाले निस्पंदन, पूर्ण ताप विनिमय, प्रतिक्रिया उत्पादों की उपज बढ़ाने और ऊर्जा लागत को कम करने की अनुमति देते हैं।
