Масса кристаллической фазы (Gт) определяется из материального баланса кристаллизации по сумме массы растворенного вещества и растворителя [уравнение (23.1)] и по массе растворенного вещества [уравнение (23.2)]:
(23.1)
(23.2)
где GH, Gk,-расход соответственно начального и конечного (маточного) растворов, кг/с. GT, GT’,-расход соответственно кристаллической фазы, включающей растворитель (кристаллосольвата или кристаллогидрата, если растворитель вода), и кристаллической фазы в пересчете на растворенное вещество, кг/с; W - расход удаляемого растворителя, кг/с; yH, уK, - концентрация соответственно начального и конечного (маточного) растворов, маc. доли.
Ввиду того что число молей в кристаллической фазе в форме кристаллосольвата и без растворителя одно и то же, расход безводной кристаллической фазы 0% может быть выражен через расход кристаллосольвата:
(23.3)
где M,MКР - молекулярная масса соответственно кристаллов без растворителя и кристаллосольвата.
Из уравнений (23.1)—(23.3) получают расход кристаллической фазы:
|
|
(23.4)
Если кристаллическая фаза не включает растворитель (т.е. М/МКР = 1), уравнение (23.4) приобретает вид:
(23.5)
В случае изогидрической кристаллизации (W= 0) уравнение (23.3) принимает вид:
(23.6)
При М/МKP = 1 получим:
(23.7)
Уравнение теплового баланса кристаллизации имеет различные составляющие в случаях изотермической и изогидрической кристаллизации. При изотермической кристаллизации его составляют аналогично уравнению баланса теплоты при выпаривании:
(23.8)
где -теплоемкость соответственно начального раствора, маточного раствора и кристаллов; , температуры соответственно начального и маточного растворов; q-теплота кристаллизации, Дж/кг; Q-приход теплоты с теплоносителем, Вт; - потери теплоты, Вт; — энтальпия вторичных паров, Дж/кг.
Если в качестве нагревающего агента используется насыщенный водяной пар, то с помощью уравнения (23.8) можно определить его расход D [с учетом того, что Q = D(Н- cконtкон) = Dr]:
(23.8а)
Здесь - соответственно энтальпия и теплота конденсации водяного пара: cкон и tкон - соответственно теплоемкость и температура конденсата.
В случае изогидрической кристаллизации (W= 0) тепловой баланс имеет следующий вид:
(23.9)
где - соответственно расход и теплоемкость охлаждающей жидкости, и - соответственно начальная и конечная температуры охлаждающей жидкости.
Тогда расход охлаждающей жидкости будет определяться по формуле:
(23.10)