IMG07 (1024 xv8)

3. OPTYMALIZACJA PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Procesy takie jak suszenie, filtracja, sedymentacja, spalanie, reakcje w reaktorach chemicznych itp. przeprowadzane są w urządzeniach (instalacjach) o parametrach technologicznych na ogół już ustalonych i sprawdzonych. Może się jednak zdarzyć, że do procesu technologicznego trafi surowiec o właściwościach innych. W takiej sytuacji uzyskany produkt może nie posiadać optymalnych cech przy dotychczasowych (niezmienionych) parametrach procesu technologicznego. Zadaniem inżyniera jest wówczas skorygowanie parametrów tego procesu: czasu, temperatury, ciśnienia, stężenia reagentów, rozdrobnienia, prędkości itp. Korekta taka w trakcie produkcji jest ryzykowna. Posiłkując się jednak obliczeniami istnieje duża szansa na jej powodzenie.

W obliczeniach zmierzających do optymalizacji procesów można posiłkować się prawami chemii fizycznej: równaniem Clapeyrona-Clausiusa, równaniem izobary van't Hoffa, równaniami kinetyki chemicznej (Sobczyk i Kiszą 1977).

Równanie Clapeyrona-Clausiusa ma postać:

(1)

dp _ A dT ~ TAV_p

gdzie: p - ciśnienie, T - temperatura bezwzględna, AH_p - ciepło przemiany fazowej (ciało stałe - ciecz), AV_P - zmiana objętości przy przemianie fazowej.

Z równania 1 można łatwo obliczyć, że temperatura topnienia lodu pod ciśnieniem 120 MPa wynosi -8,7°C.

W przypadku przemiany fazowej ciecz - para, AV_P = V_g - V_c gdzie: V_g — objętość mola gazu, a V_c — objętość mola cieczy. Wziąwszy pod uwagę, że V_g » v_c można założyć, że AV_P = V_g. Ponieważ V_g = RT/p, równanie Clapeyrona-Clausiusa przyjmie postać:

26