Зонная плавка
Реферат - Экономика
Другие рефераты по предмету Экономика
?го действия сложнее установок периодического действия и предназначены главным образом для крупномасштабной переработки материалов.
Непрерывная зонная очистка характеризуется длительным периодом установления рабочего режима, после чего материал, проходящий через установку, максимально очищается за меньшее число проходов, чем при периодической очистке.
При непрерывной зонной очистке удаляются только компоненты, концентрирующиеся на противоположных концах загрузки. Промежуточный материал представляет собой лишь среду, в которой происходит разделение компонентов. При периодической зонной очистке промежуточный материал подлежит удалению. Особенности процесса непрерывной зонной плавки представлены на рис. 1.3.
Рис.1.3 - Общая схема непрерывной зонной плавки
Расплавленные зоны, образуемые подвижными нагревателями, медленно передвигаются вниз по загрузке, т.е. через колонну (налево на графике). Если бы не было потоков питающего материала, отходов и очищенного продукта, то процесс был бы простым периодическим зонным рафинированием и действие зон сводилось бы к оттеснению примесей вниз, а растворителя вверх по колонне.
Чтобы обеспечить непрерывность процесса в колонне с секциями очищенного и загрязненного продуктов, питающий материал должен делиться в этих секциях на два потока и выводиться из них в виде отходов и очищенного продукта, как это показано на рис 1.3. Процесс непрерывной зонной очистки должен решать две задачи: перемещать зоны и создавать указанные выше потоки материалов. Этим требованиям удовлетворяют следующие основные методы:
Зоннопустотный метод. При этом методе зоны перемещаются вместе с движущимися нагревателями [11], как при периодической зонной очистке. Перемещение материалов достигается путём создания пустот в местах вывода отходов и очищенного продукта и перемещения этих пустот к месту подачи питающего материала. Поскольку материал должен перемещаться от места ввода к местам отвода отходов и очищенного продукта непрерывно, направление движения пустот даёт нужный эффект, потому что движение пустот в одном направлении эквивалентно движению материала и в противоположном направлении.
Зоннотранспортный метод. В отличие от зоннопустотного метода при очистке зоннотранспортным методом загрузку помещают почти горизонтально в открытом сверху контейнере [12]. Этот метод основан на способности расплавленной зоны к переносу массы, если поверхность загрузки имеет небольшой наклон к горизонтальной плоскости.
Зоннотранспортный метод имеет некоторые преимущества по сравнению с зоннопустотным методом. Открытый верх позволяет устанавливать мешалки и уменьшает опасность растрескивания контейнера. Более простой способ контроля за потоком. Зоннотранспортная очистка может находиться в каскаде с другими аппаратами и, что особенно важно, открывает возможности для разделения трёхкомпонентных систем.
Метод очистки с возвращающимися и перекрестными потоками. Установки, основанные на этом принципе, отличаются от других аппаратов зонной очистке тем, что в них противотоки и возврат создаются за счёт перемещений жидкости, которые осуществляются отдельно от перемещений зон [13,14]. Такие многосекционные установки бывают периодического и непрерывного действия. Они представляют ещё одну возможность использования процесса кристаллизации для разделения. Преимущества установок непрерывного действия в том, что после удаления очищенного продукта и отходов общий коэффициент разделения становится меньше, чем для очистной установки периодического действия с тем же числом секций.
Непрерывная зонная очистка может осуществляться и другими методами многоступенчатой кристаллизации, отличающимися, прежде всего, конструкцией кристаллизатора. Некоторые их них:
кристаллизатор с вращающимся барабаном очистной аппарат состоит из ряда барабанов, которые вращаются в подлежащей очистке жидкости, находящейся в баке [1];
метод Патиссона - загрузку подают в промежуточный кристаллизатор батареи, затвердевающие фракции переносятся вверх по батарее, тогда как остаточная жидкость стекает вниз [15];
баковый метод аналогичен двум рассмотренным выше методам [15]. Отличается от них важными конструктивными особенностями. Например, наличием ряда полых рам-кристаллизаторов, которые погружаются в батарею кристаллизационных баков. Разновидности метода описаны в [16].
- Зонная плавка с градиентом температур
Представляет собой довольно необычный метод зонной плавки, отличающийся от прочих масштабом объёма зон, способом их перемещения и содержания примеси в зонах [16,17].
Зоны обычно очень малого объёма с наименьшим размером (порядка нескольких тысячных долей сантиметра) имеют форму листа или проволоки, но бывают и точечными. Концентрация примеси в зонах достигает высокого значения. Так что примеси остаются жидкими при температурах гораздо ниже температуры плавления твёрдой фазы, через которую они перемещаются.
Перемещение зоны достигается не движением источника нагревания (хотя это не исключено), а за счёт установившегося градиента температуры, возникающего по всей загрузке. Благодаря этим особенностям зонная плавка с градиентом температуры нашла применение не только при рафинировании и очистке, но и при изготовлении рп- и прп-переходов уникальной формы, соедин?/p>