1). Wymienić i scharakteryzować podstawowe elementy do budowy aparatury procesowej oraz stosowane materiały konstrukcyjne.
Podstawowe elementy do budowy aparatury procesowej: 1-powłoka(korpus) 2-dno 3-pokrywa 4-płaszcz 5-króćce 6-włazy(luki) 7-podpory. Powłoki - są to najistotniejsze i najbardziej materiałochłonne czyli aparatu procesowego. Kształt powłoki w zależności od przeznaczenia i wymagań konstrukcyjnych może być kulisty, cylindryczny, stożkowy lub prostopadłościenny. Powłoki cylindryczne znajdują największe zastosowanie, ze względu na prostotę wykonania oraz małe zużycie materiału konstrukcyjnego. Stosowane są w położeniu pionowym lub poziomym - w zależności od przeznaczenia. Oprócz powłok cylindrycznych są także spotykane sferyczne, stosowane głównie w konstrukcyjnych zbiorników o dużej pojemności. Ze względu na zużycie materiału powłoki sferyczne są najbardziej ekonomicznym kształtem aparatu lecz trudności w wykonaniu i eksploracji tego typu aparatów ograniczają ich zastosowanie. Powłoki stożkowe są stosowane tylko dla niektórych typów aparatów, a także jako część przejściowa w aparatach cylindrycznych o zmiennej średnicy. Oprócz walcowanych z blachy, powłoki są również wykonywane jako kute cylindryczne. Powłoki cylindryczne odlewane z takich materiałów jak żeliwo i szkło. Dnem nazywa się część aparatu, która ogranicza korpus bądź z dołu, bądź z boku (jeśli aparat jest poziomy) i jest połączona nierozłącznie lub tworzy jedną całość z powłoką. Stosowane dna to: -elipsoidalne, -półkuliste, -sferyczne, -stożkowe, -płaski w zależności od kształtu powłoki, właściwości przetwarzanych substancji i ciśnienia w środowisku procesu. Pokrywy w odróżnieniu od dna stanowią zwykle oddzielną część aparatu, z zadaniem zamknięcia korpusu od góry, z boku, od dołu lub zamknięcia innych elementów w postaci otworów jak włazy, luki itp. Pokrywy płaskie są stosowane do zamykania otworów o dowolnym kształcie. Gdy wymiary są duże i ciśnienie podwyższone , są one wzmacniane żebrami. Pokrywy sferyczne i eliptyczne służą do zamykania otworów okrągłych, pokrywy półkoliste - otworów prostokątnych. Płaszcze są przeznaczone do zewnętrznego ogrzewania lub chłodzenia substancji przetwarzanych lub przechowywanych (magazynowanych) w aparacie, głównie ciekłych. Grubość ścianki płaszcza wynika z warunków pracy aparatu, określających wytrzymałość płaszcza. Króćce - stanowią krótkie odcinki przewodów - rur, umieszczone w otworach płaszcza, pokrywach, dnach aparatu i połączone z nimi na stałe, zwykle poprzez przyspawanie, służą do wyprowadzenia i odbioru substancji , przyłączenia rurociągu oraz wprowadzenia i przyłączenia do aparatu elementów roboczych i pomiarowych. Króćce w aparatach odlewanych są wykonywane łącznie z korpusem. Włazy - są wykonywane w aparatach zamkniętych o średnicy większej niż 0,8 m, umożliwiające wejście do środka aparatu u celu jego kontroli, okresowego oczyszczania, przeglądu i remontu. Podpory - na nich ustawiane są aparaty. Kształt podpory zależy od ciężaru aparatu, kształtu i wysokości. Materiały stosowane w budowie aparatury procesowej i chemicznej dzielą się na metalowe i niemetalowe. Spośród metalu metalowych wyróżnia się przede wszystkim stal. Stal stanowi stop żelaza z węglem i ewentualnie innymi pierwiastkami o zawartości węgla do 2%. Stale dzielą się na węglowe i stopowe. Stale węglowe (niestopowa) obejmują gatunki, w których najmniejsze zawartości pierwiastków stopowych nie przekraczają następujących wartości: np. Mn - 0,8%, Si - 0,4%, Ni - 0,3% . Spośród stali stopowych w budowie aparatury procesowej największe zastosowanie znajdują: •stale nierdzewne - to zasadniczo stale chromowe z minimalną zawartością chromu, przy czym odporność na korozję zwiększa się wraz ze wzrostem zawartości chromu. Nierdzewność zależy również od zawartości węgla, im jego zawartość jest mniejsza tym odporność stali na korozję większa. Są one odporne na działanie większości kwasów nieorg. steż. r-rów kw. org. i soli kwaśnych • Stale kwasoodporne - odporne na działanie kw. org. i większości kw. nieorg. z wyj HCl i H2SO4. Są to zazwyczaj stale chromowo niklowe.
2) Jaka jest rola mieszania w procesach podstawowych. Wymień znane ci przypadki i scharakteryzuj je z punktu widzenia stosowanego mieszadła.
Celem mieszania jest uzyskanie jednorodności pod względem składu składników, gęstości, temperatury. Mieszanie jest też sposobem zwiększenia wymiany ciepła i masy i przyspieszenia r-cji chem. Mieszanie gazów zachodzi łatwo na skutek dyfuzji i może być zwiększone poprzez zastosowanie półek sitowych. Mieszanie cieczy jest utrudnione, bo dyfuzja jest dużo wolniejsza. Najprostszym sposobem mieszania jest barbotaż gazu przez warstwę cieczy. Wykorzystuje się do tego różnego rodzaju bełkotki. Stosuje się również pompy, zwykle wirowe, odśrodkowe lub śmigłowe. Ciecze o małej lepkości można mieszać w rurociągach wymagana jest jednak odpowiednia długość strefy kontaktu. Długość ta może być zmniejszona poprzez zastosowanie w rurociągu półek zakłócających przepływ, odpowiednio skierowane elementy półki i zwoje umieszczone w rurociągu noszą nazwę mieszalników statycznych. Ich zaletą jest brak części ruchomych i konieczności doprowadzania dodatkowej energii często stosowanym aparatem do mieszania cieczy, sporządzania r-rów i zawiesin jest zbiornik (mieszalnik) wyposażony w odpowiednie mieszadło. Podstawowe typy mieszadeł to: m. promieniowe i osiowe. Promieniowe wytwarzają przepływ cieczy poziomy promienia, mieszadło osiowe przepływ równoległy do wału mieszadła. Do mieszadeł promieniowych zalicza się: mieszadła turbinowe, które stanowią płaskie dyski z łopatkami, których liczba może dochodzić do dziesięciu. Do tej grupy należą też m. łapowe, kotwicowe, zawierające przeważnie duże łapy otwarte. M. osiowe śmigłowe stosowane są zazwyczaj w małych mieszalnikach do wytwarzania ruchu burzliwego cieczy w najbliższym sąsiedztwie m. Do m. osiowych najeżą też m. spiralne , ślimakowe, wstęgowe stosowane do mieszania cieczy lepkich. Do mieszania ciał stałych stosuje się różnego rodzaju mieszarki, ponieważ nie ma możliwości samoczynnego mieszania się. Wykorzystuje się mieszarki obrotowo - grawitacyjne, przyspieszające z mieszadłami. Ślimakowe, talerzowe, nożowe, pneumatyczne oraz zgniatarki.
3) Jaki jest cel odpylania i odkraplania gazów w jakiej aparaturze się prowadzi i dzięki czemu cząstki aerozolowe wydzielane są z gazu.
Odpylanie gazów polega na usuwaniu z nich cząstek aerozolowych. Cząstki te mogą być stałe lub ciekłe. Proces odpylania gazu - usuwanie cząstek stałych - jest prowadzony w aparatach zwanych odpylaczami, do usuwania natomiast kropel - cząstek ciekłych - są stosowane odkraplacze. Celem odpylania jest ograniczenie do wymaganego minimum emisji strumienia masy cząstek aerozolowych E z gazami odlotowymi . Emisję E w stosunku do strumienia wlotowego wyznacza się z penetracji cząstek p przez ukł. odpylający (p-E)/VgCi=1-n gdzie n-sprawność ogólna odpylania jest związana z liczbą lub masą cząstek usuniętych ze strumienia gazu Ci-stęż. masowe lub liczbowe cząstek. Sprawność ogólna jest sumą sprawności odpylania poszczególnych rozmiarów lub zakresów rozmiarów cząstek. η=Σxini xi-ułamek danej frakcji, ni-sprawność frakcyjna. Penetracja ogólna cząstek aerozolowych p=1-Σxini
Celem odkraplaczy jest zapobieganie emisji lub zmniejszenie koncentracji kropel cieczy w gazach odlotowych. W separatorach są wydzielone krople > 10 m, w demisterach, natomiast krople o mniejszej średnicy, również submikronowe. W zależności od postaci wydzielonych cząstek (suchy pył lub zawiesina) zarówno stosowane metody odpylania, jak i odpylacze są określane jako suche lub mokre. Do o. suchych zalicza się: komory osadcze (pyłowe), o. inercyjne, cyklony, filtry warstwowe i tkaninowe, elektrofiltry. O. mokre są określane ogólną nazwą stosowaną dla aparatów do kontaktu gazu i cieczy, jako skrubery, a także jako płuczki. Komory pyłowe i odpylacze inercyjne: Odpylanie gazu w komorach pyłowych zachodzi pod wpływem działania sił ciężkości podczas przepływ strumienia aerozolu z prędkością umożliwiającą osadzenie cząstek na dnie komory w trakcie przebywania gazu w komorze. Sprawność odpylania zwiększona jest przez instalowanie w komorach elementów pozwalających na zmianę kierunku przepływu strumienia aerozolu (dodatkowe działanie sił bezwładności i efekt bezpośredniego zderzenia). Efekt bezpośredniego zderzenia z przegrodą powoduje, że z dużą sprawnością są wydzielane cząstki ≥ 30 m. Cyklony są to odpylacze odśrodkowe, których mechanizm odpylania polega na działaniu sił odśrodkowych na cząstki aerozolowe. Siły działające na cząstki w cyklonie są funkcją promienia wirowania i rozmiaru cząstek, w celu sprawnego wydzielenia cząstek wymagana jest możliwie duża prędkość styczna i mała promieniowa a to wymaga długiej części stożkowej cyklonu. O. filtracyjne - zasada działania odpylaczy filtracyjnych jest oparta na przepływie strumienia aerozolu przez przegrodę porowatą i osadzaniu się cząstek na elementach przegrody: ziarnach, włóknach itp. w wyniku działania sił bezwładności, dyfuzji, elektrostatycznych oraz efektu bezpośredniego zaczepienia. Elektrofiltry - cząstki aerozolowe, stałe lub ciekłe, są wydzielane podczas przepływu strumienia aerozolu przez wysokonapięciowe pole elektr., wytworzone między dwoma elektrodami: kat. - e. emisyjna, a- e. osadzeniowa. Wydzielanie następuje w wyniku: ładowania elektrostatycznego cząstek, usuwania naładowanych cząstek z pola ele., usuwania cząstek pyłu z powierzchni osadzania. Skrubery Strumień zapylonego gazu jest odpylany wskutek kontaktu z cieczą (zwykle wodą). Cząstki aerozolowe są wydzielane na kroplach, strugach, lub warstewkach cieczy, również pokrywających różnego rodzaju powierzchnie. Natrysk kropel i strug na strumień aerozolu jest stosowany w skruberach natryskowych, odśrodkowych, strumieniowych, mechanicznych i Venturiego. Wydzielanie na strugach i warstewkach cieczy odbywa się w skruberach z wypełnieniem stałym nieruchomym lub ruch. Cząstki wydzielane zostają na wymienionych powierzchniach cieczy głównie w wyniku działania sił bezwładności i dyfuzyjnych oraz zjawiska zaczepiania i bezpośredniego zderzenia. Odkraplacze - do usuwania z gazu kropel > 20 m stosowanych jest wiele odkraplaczy opartych na wydzielaniu uderzeniowo - inercyjnym. Wydzielanie kropel następuje w wyniku bezpośredniego i bezwładnościowego zderzenia z przegrodą lub działania siły odśrodkowej, podobnie jak w cyklonach. W skruberach największe zastosowanie znajdują odkrapacze żaluzyjowe i wirowe.
4) W jakich aparatach prowadzi się procesy z reakcją chemiczną i z częgo wynika duża ich różnorodność. Uzasadnij.
Podstawowy aparat w instalacji do prowadzenia procesu technologicznego, w którym przebiega reakcja chemiczna to reaktor chemiczny, natomiast gdy przemiana chemiczna zachodzi z udziałem mikroorganizmów żywych, wtedy aparat procesowy jest nazywany bioreaktorem. Ze względu na charakter pracy wyróżnia się reaktory okresowe i ciągłe. Reaktor ciągły to taki, który pracuje z ciągłym dopływem subst. i nieprzerwanym odpływem prod. Reaktor okresowy to taki, w którym zarówno doprowadzenie sub. jak i odprowadzenie prod. odbywa się okresowo-periodycznie. Ze względu ma różnorodność i złożoność procesów chemicznych kształt geometryczny reaktora jest związany z wymaganiami procesu w celu uzyskania optymalnej przemiany chemicznej. Wyróżnia się w związku z tym reaktory: -zbiornikowe z mieszaniem, -rurowe, -kolumny z wypełnieniem ruchomym lub nieruchomym, -fluidalne, -ciśnieniowe i wysokociśnieniowe. Ze względu na rodzaj prowadzonego procesu wyróżnia się m.in. reaktory: -aparaty kontaktowe (katalityczne), -biochemiczne, -fotochemiczne, -elektrochemiczne, -plazmowe. Duża różnorodność reaktorów wynika z dużej liczby wymagań, jakie muszą spełniać reaktory w przemyśle chemicznym i przetwórczym. Wymagania te dotyczą m.in.: -kinetyki r-cji chem. (odpowiedni czas przebywania reagentów dla wymaganego stopnia przemiany) -współczynników wymiany masy, zwłaszcza w ukł. heterogenicznych -współczynników przenikania ciepła zwłaszcza w reakcji ze znacznym ciepłem przemiany egzo lub endotermicznej -bezpieczeństwo i ochrony środ. w razie obecnoście lub wytwarzania substancji niebezpiecznych. Duża różnorodność reaktorów chem. wynika również z: charakteru pracy, warunków cieplnych, stanu skupienia reagentów, kształtu geometrycznego oraz rodzaju prowadzonego procesu.b
5) Sposoby suszenia i granulacji ciał stałych wilgotnych.
Procesy suszenia przeprowadza się w zależności od metody pracy i sposobu dostarczania ciepła w następujących suszarkach: -okresowych lub ciągłych, -z ogrzewaniem (bezpośrednim-s. konwekcyjne, pośrednim-s. przeponowe), -radiacyjnych, -mikrofalowych i dielektrycznych, -specjalnych. Suszenie może być prowadzone bądź pod zwiększonym ciś., atmosferycznym bądź pod próżnią. O okresowości lub ciągłości suszenia decyduje strumień masy suszonego materiału. Jako czynniki grzejne stosuje się: powietrze, gazy spalinowe, parę wodną, niewodne nośniki ciepła, prąd elektryczny, promieniowanie podczerwone i ultrakrótkie, prąd o wysokiej częstości. Do grupy s. konwekcyjnych (czynnik suszący gaz) zalicza się następujące s. z warstwą suszonego materiału: -nieruchomą (komorowe, taśmowe, tunelowe), -ruchomą (talerzowe, bębnowe) oraz s. z fazą rozproszoną ciekłą lub stałą suszonego materiału - rozpyłowe, fluidalne, pneumatyczne, kombinowane. W s. przeponowych ciepło do suszonego materiału jest dostarczane przez przewodnictwo przez ściankę. Wyróżnia się s.: komorowe (półkowe), próżniowe, walcowe-kontaktowe, cylindryczne i stożkowe, z mieszadłami i bez mieszadła, kontaktowo-wibracyjne. W suszeniu promiennikowym ciepło od gorącej powierzchni do suszonego materiału jest przenoszone za pomocą promieniowania podczerwonego-suszenie dielektryczne i mikrofalowe oparte jest na tej samej zasadzie i polega na winkaniu energii pola elektrycznego, szybkozmiennego, w głąb suszonego materiału. Zwiększanie rozmiarów cząstek zachodzić może w wyniku: -łączenia się kilku cząstek za pośrednictwem lepiszcza, -nawarstwianie powierzchni cząstek, -osadzania kropelek cieczy na powierzchni cząstek i ich zestalania. W stanie mokrym do łączenia się i wzrostu rozmiarów cząstek konieczny jest dodatek substancji ciekłej. Dobór lepiszcza związany jest z przeznaczeniem granulatu. Opierając się na sposobach łączenia i zwiększania rozmiarów cząstek stosuje się granulatory: -mieszalnikowe (rotacja mieszalnika powoduje wzajemne zderzenia wilgotnych cząstek), -ciśnieniowe (aglomeracje powoduje nacisk tłoka, walców, ślimaków i innych elementów o specjalnych kształtach), -termiczne (aglomeracja cząstek zachodzi w wyniku przenikania ciepła), -natryskowe (granulat otrzymuje się z cieczy zawiesin lub stopow wprowadzanych do aparatu w postaci natrysku) -dyspersyjne (granulacja metoda suszenia rozpylowego, rozpylanie zawiesiny, koloidu lub roztworu do strumienia gazu suszącego), -fluidalne. Granulacja może również zachodzić w wyniku dodania do zawiesiny flokuantow lub niemieszającej się cieczy zwilzajacej czastki, ktore koaguluja w postaci sferycznych aglomeratow.
6) Aparaty półkowe, rodzaje, zastosowanie, budowa (str. 255)
Kolumny półkowe: -kolumny z półkami kołpakowymi, -k. z p. sitowymi, -k. z p. zaworowymi. K. z p. sitowymi są najczęściej stosowane m.in. wynika to z następujących cech: -niskich kosztów instalacji, -prostej procedury projektowej, -małych tendencji do blokowania przy dużej średnicy otworów, -dobrej sprawności, -wydajności równej lub większej od innych kolumn półk.. Zastosowanie: -gdy wymagany duży powrót przy małym spadku ciś., -gdy obciążenia cieczą są małe. Półki sitowe stanowią segmenty blach perforowancych (blachy są płaskie lub kuliste), z otworami. Otwory są rozmieszczone na narożach sześciokąta foremnego, w rzedach prostopadłych do przepływu cieczy. K. z p. kołpakowymi: półka posiada szereg otworów, z umocowanymi w nich króćcami tzw. kominkami, które są nakryte kołpakami (???) (dzwonkami). Na półce znajdują się rónież otwory lub wycięcia do przelewu cieczy. Absorbery to aparaty, których zadaniem jest wytworzenie i ciągłe odnawianie powierzchni międzyfazowych kontaktu gaz-ciecz, oraz stworzenia korzystnych warunków fizycznych dla przenikania masy w procesie absorpcji. Ze względu na sposób rozwinięcia powierzchni kontaktu gaz-ciecz w absorberach, co wiąże się z różnymi oporami przenikania masy wyróżnia się a.: powierzchniowe, wypełnione, natryskowe, barbotażowo-półkowe. A. powierzchniowe - a. te stosowane są do absorpcji gazów dobrze rozpuszczalnych, gdyż powierzchnia międzyfazowa gaz-ciecz stanowi swobodną powierzchnię cieczy. A. powierzchniowe stanowią: zbiorniki poziome, cylindryczne lub prostopadłościenne. Do grupy a. powierzchniowych zalicza się: a. warstewkowe (płytowe i rurowe) i a. kaskadowe, w których powierzchnie kontaktu stanowią rurki, płyty i półki kaskadowe. A. z wypełnieniem - a. te stanowią kolumny z wypełnieniem ruchomym tzw. a. fluidalne jedno lub wielostopniowe: zbudowane z półek sitowych z umieszczoną na nich warstwą pustych kuł. W absorpcji gazów w większym stopniu używa się a. z wypełnieniem ruchomym i sfuidyzowanym niż z wypełnieniem nieruchomym. A. barbotażowo-półkowe stanowią aparaty typu kolumnowe, w których strumień gazu w postaci pęcherzyków porusza się względem cieczy lub zawiesiny. wyróżnia się absorbery barbotażowe jedno i wielostopniowe (z perforowanymi półkami w których zachodzi barbotaż) oraz cyrkulacyjne i strumieniowe, a. barbotażowe typu zbiornikowego z mieszadłem mechanicznym. Oddzielną grupę stanowią aparaty barbotażowe-pianowe ze statyczną warstwą piany. Absorpcja w kolumnach półkowych zachodzi podczas przepływu strumienia gazu przez warstwę cieczy na półce. A. natryskowe ze względu na kierunek przepływu gazu wyróżnia się trzy rodzaje a. natryskowych: przeciwprądowe, współprądowe, z przepływem krzyżowym. Stanowią one komory lub kolumny o przekroju prostokątnym lub kołowym zasilane cieczą. Jako absorbery stosowane są również skrubery Venturiego zbudowane z dysz rozpylających, gardzieli i dyfuzoru. Istnieją również absorbery zderzeniowe w których wykorzystuje się bezpośrednie zderzenia się płynów w małej przestrzeni. Przenoszenie masy w a. natryskowych jest związane z transportem masy do powierzchni kropel, a także częściowo do warstewek i strug cieczy spływających po ścianie aparatu.
7) Z czego wynikają różnice konstrukcyjne urządzeń stosowanych do transportu rozdrobnionych ciał stałych, cieczy i gazów. Jak to wpływa na ich budowę.
Sposób transportu rozdrobnionych ciał stałych zależy od rozmiaru ziaren postaci opakowania, rodzaju pojemnika, rodzaju i rozmiaru pomieszczeń magazynowanych, odległości i wysokości pomiędzy magazynami a miejscem przebiegu procesu oraz jego specyficznych wymagań. Stosowanymi środkami transportu wewnętrznego (tzn. w obrębie zakładu, fabryki) są: -dźwignice (do przenoszenia ciał stałych ruchem przerywanym), -przenośniki (do przen. ciał stał. ruchem ciągłym). Do dźwignic zalicza się ciągniki, wózki, suwnice, żurawie i inne. Przenośniki ciągnowe dzielą się ze względu na rodzaj elementu nośnego na przenośniki: -taśmowe, -członowe, -zgarniakowe (do transportu w płaszczyźnie pionowej i pod kątem zależnym od współczynnika tarcia materiału), -kubełkowe (do transportu pionowego i okrężnego). Zasadnicze rodzaje przenośników bezcięgnowych stanowią: p. ślimakowe, p. wibracyjne. Ze względu na różnorodność materiałów istnieje wiele wzorów stosowanych ślimaków. P. wibracyjne według sposobu przekazywania wibracji do rynny (koryta) dzielą się na: p. z napędem mechanicznym z napędem elektromagnetycznym z nap. hydraulicznym lub pneumatycznym. P. pneumatyczne są stosowane do transportu na znaczne odległości i wyróżnia się przenośniki ssące, tłoczące i ssąco-tłoczące. P. hydrauliczne służą do transportu materiałów nie rozpuszczalnych i nie reagujących z cieczą przepływającą. Rurociągami przesyła się subst. o różnych właściwościach fizykochemicznych, np. gazy, ciecze, materiały stałe sypkie, mieszaniny wielofazowe. Subst. te mogą być obojętne chemicznie kwaśne bądź zasadowe, gorące, wybuchowe i toksyczne więc rurociągi wykonuje się ze stali węglowych i stopowych, żeliwa, miedzi i jej stopów aluminium, ołowiu, szkła i ceramiki, (coś tam???) tworzyw sztucznych w zależności od kosztu, odporności korozyjnej na temp., ciś. i inne.
8) Jakimi metodami i w jakiej aparaturze prowadzi się rozdzielanie ciekłych ukł. niejednorodnych.
Ciekły ukł. niejed. stanowi mieszaninę składającą się co najmniej z dwóch faz, w której ciecz stanowi fazę ciągłą. Niejednorodność ukł. wynika z obecności w nim fazy rozproszonej (nieciągłej). Mieszaniny ciekłe niejed. to ukł. dwufazowe: ciecz-ciało st., ciecz-ciecz, ciecz-gaz i ukł. trójfazowe ciecz-ciało st.-gaz. Rozdzielanie (separację) ciekłych ukł. niejed. prowadzi się metodami mechanicznymi i termiczymi. M. mech-działanie sił grawitacji i odśrodkowych na ciesz, ciało st., działanie ssania, ciśnienia, nacisku. M. mech. w największym stopniu są stosowane do rozdz. zawiesin w wyniku działania sił ciężkości, odśrodkowych, ssania lub ciśnienia. Sposób rozdzielania zależy od stężenia rozmiaru i natury cząstek, wielkości strumienia, zawiesiny i preferencji odnośnie produktów rozdzielania i stopnia ich czystości. Z natury działania wymienionych sił wynika podział metod rozdzielania ciekłych ukł. niejed. na sedymentacyjne i filtracyjne. Rozdzielanie sedymentacyjne grawitacyjne prowadzi się w osadnikach (klarownikach), odśrodkowe zaś w wirówkach sedymentacyjnych i hydrocyklonach. Filtrację prowadzi się u filtrach warstwowych, nuczach filtracyjnych, prasach filtracyjnych, filtrach próżniowych, filtrach dynamicznych i wirówkach filtracyjnych. Do rozdzielania ciekłych ukł. niejed. zawierających cząstki submikronowe w niewielkich stężeniach są stosowane specjalne metody rozdzielania i specyficzna aparatura procesowa. Metody termiczne związane są z doprowadzeniem energii do ukł. na sposób ciepła, dotyczą suszenia materiału. W klasyfikacji suszarek opartej na metodzie pracy i sposobu dostarczania ciepła wyróżnia się s.: -okresowe lub ciągłe, -z ogrzewaniem bezpośrednim(s. konwekcyjne) i pośrednim(s. przeponowe), -radiacyjne, -mikrofalowe i dielektryczne, -specjalne. Do rozdzielania mieszanin ciekłych stosowane są procesy: -destylacja(oparta na różnicy ich lotności w stanie wrzenia), -rektyfikacja(oparta na ciągłej wielokrotnej destylacji), -ekstrakcja. Aparaty destylacyjne składają się z kotła (wyposażonego w wężownicę, komory lub płaszcze grzejne), kondensatora, zbiornika przelewowego oraz zbiornika frakcji. W skład aparatury rektyfikacyjnej wchodzą: kocioł, kolumna rektyfikacyjna, kondensator (deflegmator). Większość stosowanych obecnie aparatów rektyfikacyjnych stanowi kolumny półkowe i w mniejszym stopniu kolumny z wypełnieniem. Ekstrakcje przeprowadza się w separatorach (odstojnikach) ekstraktorach mieszalnikowych, kolumnowych oraz wirówkach.
9) W jakich procesach jednostkowych mamy do czynienia z wymianą ciepła? W jaki sposób jest ona realizowana technicznie.
Wymiana ciepła ma miejsce w wielu aparatach jednostkowych. Wystarczy choćby wymienic: reaktory, piece, suszarki, rektyfikatory, krystalizatory, czy granulatory. We wszystkich tych aparatach istnieje potrzeba zastosowania wymienników ciepła. Najczęściej stosowana klasyfikacja związana jest z mechanizmem przenoszenia ciepła i konstrukcją wymienników. Generalnie dzielimy je na przeponowe i bezprzeponowe. W wymiennikach bezprzeponowych następuje bezpośredni kontakt faz wymieniających ciepło, a jego wymiana zachodzi głównie na drodze konwekcji. Najważniejsze z nich to wieze chłodzące, chłodnice kominowe a także skrubery, kondensatory i inne. Do wymienników przeponowych najeży duża grupa aparatów charakteryzująca się przede wszystkim istnieniem przepony, przez którą następuje wymiana ciepła. Jednym z rodzajów są w. płaszczowe - postaci płaszcza grzejnego lub chłodzącego - stosowane do wymiany ciepła przez ściankę. Kolejne to w. rurowe. Do klasycznych zalicza się w. typu „rura w rurze”. Rury formowane są też w postaci wężownic. Ważną grupą są w. spiralne. Klasycznym w. ciepła są w. płaszczowo rurowe, składające się z pęku rur umocowanych w płytach sitowych zamkniętych w płaszczu z dwoma pokrywami. Do w. przeponowych zaliczamy też w. płytowe. Stanowią elementy znormalizowane w postaci pofałdowanych płyt ze stali nierdzewnej. Bardzo często agresywne środowisko procesu wymusza konieczność stosowania w. niemetalowych, mogą być one wykonywane z grafitu, tworzyw fluorowych, szkła, tworzyw sztucznych. Specyficzne w. ciepła stanowią kondensatory, ze względu na obecność w ukł. niekondensujących gazów. W wielu procesach technologicznych odprowadzanie są duże strumienie ciepła co obniża sprawność cieplną i stanowi stratę energii. Do odzysku stosuje się zwarte wymienniki ciepła i regeneratory. Jako nośnik ciepła stosuje się: wodę parę wodną nasyconą, ciecze organiczne, nośniki silikonowe, glikol i mieszaniny, oleje parafinowe. Stosowane jest ogrzewanie elektryczne.
10) Wymiana masy ma miejsce w wielu procesach, Jak zbudowana jest aparatura procesowa do optymalnej realizacji tych procesów -> absorpcja, reaktory