ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 13 1. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ (γενική περιγραφή και αναγκαιότητα) 17 1.1 Φυσικές Διεργασίες Διαχωρισμού 20 1.1.1 Μια γενική εποπτεία της παραγωγικής Χημικής Βιομηχανίας 21 1.1.2 Σύντομος ορισμός των φυσικών διεργασιών διαχωρισμού 25 1.2 Βασικοί Μηχανισμοί Φυσικών Διαχωρισμών 27 1.2.1 Διαχωρισμός με προσθήκη ή δημιουργία νέων φάσεων. 29 1.2.2 Διαχωρισμός μέσω μεμβρανών 35 1.2.3 Διαχωρισμός με τη χρήση στερεών προσροφητών 37 1.2.4 Διαχωρισμός με την επιβολή εξωτερικών πεδίων. 38 1.3 Συνοπτικά σχόλια και εκτιμήσεις 39 1.4 Ερωτήσεις, προβλήματα 41 1.5 Βιβλιογραφία, αναφορές 43
8 ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 2. ΑΠΟΣΤΑΞΗ 47 2.1 Ισορροπία υγρού μίγματος και των ατμών του 48 2.1.1 Βασικοί ορισμοί και εξισώσεις που διέπουν την ισορροπία 48 2.1.2 Συντελεστής κατανομής και σχετική πτητικότητα 62 2.1.3 Συνήθεις τρόποι αναπαράστασης της ισορροπίας 70 2.1.4 Αποκλίσεις από το νόμο του Raoult. Aζεοτροπισμός. 77 2.1.5 Διαγράμματα Eνθαλπίας-Συγκέντρωσης 79 2.1.6 Υπολογισμοί επί της ισορροπίας φάσεων υγρού μίγματος-ατμών 85 2.1.7 Πρόσθετα παραδείγματα ενότητας 2.1 94 2.2 Ανάλυση και Σχεδιασμός της Διεργασίας της Απόσταξης 101 2.2.1 Απόσταξη Ισορροπίας (Equilibrium ή Flash Distillation) 102 2.2.2 Διαφορική Απόσταξη (Differential Distillation) 112 2.2.3 Κλασματική Απόσταξη (Fractional Distillation ή Rectification) 118 Περιγραφή και Ανάλυση της Κλασματικής Απόσταξης 118 Γραφική μέθοδος McCabe-Thiele 127 Γραφική Μέθοδος Ponchon-Savarit 152 Παρατηρήσεις, γενικά συμπεράσματα για την κλασματική απόσταξη και τις γραφικές μεθόδους σχεδιασμού 172 Αναλυτικές μέθοδοι για υπολογισμούς σε αποστακτικές στήλες 174 Βαθμός απόδοσης αποστακτικής στήλης και δίσκου 175 Υπολογισμός πραγματικών βαθμίδων (δίσκων) 177 2.3 Προβλήματα 181 2.4 Βιβλιογραφία, αναφορές 186 Σύμβολα 187
Περιεχόμενα 9 3. ΑΠOPPOΦHΣH ΑEPIΩN 193 3.1 Γενικά στοιχεία σχεδιασμού της διεργασίας απορρόφησης 194 3.2 Στήλες απορρόφησης βασιζόμενες στην ισορροπία των φάσεων (equilibrium-based absorption) 199 3.2.1 Ισορροπία Αερίου Υγρού. 199 3.2.2 Ανάλυση της διεργασίας απορρόφησης 202 3.2.3 Ανάλυση/σχεδιασμός της διεργασίας εκρόφησης, εξάντλησης ή απογύμνωσης (Gas Stripping) 217 3.3 Στήλες απορρόφησης βασιζόμενες στο ρυθμό μεταφοράς μάζας (rate-based absorption) 224 3.3.1 Μεταφορά μάζας μεταξύ των φάσεων 224 3.3.2 Στήλες με πληρωτικά υλικά 228 3.3.3 Σχεδιασμός στηλών απορρόφησης με πληρωτικά υλικά 232 3.4 Απόδοση στηλών απορρόφησης 239 3.5 Προβλήματα 240 3.6 Βιβλιογραφία, αναφορές 242 Σύμβολα 243 4. EKXYΛIΣH ΥΓΡΟΥ-ΥΓΡΟΥ 247 4.1 Γενικά στοιχεία 248 4.2 Σχεδιαστικές Θεωρήσεις 252 4.3 Ισορροπία Υγρού-Υγρού 257 4.3.1 Τριγωνικές συντεταγμένες - Τριγωνικά διαγράμματα 259 4.4 Γραφικές μέθοδοι σχεδιασμού και ανάλυσης της εκχύλισης 279 4.4.1 Γενικές θεωρήσεις 279 4.4.2 Γραφική μέθοδος Hunter-Nash 284 4.4.3 Η γραφική μέθοδος McCabe-Thiele ή Varteressian-Fenske 303 4.4.4 Άλλες γραφικές μέθοδοι για την ανάλυση της εκχύλισης 305 4.5 Προβλήματα 308 4.6 Βιβλιογραφία, αναφορές 314 Σύμβολα 315
10 ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ 5. ΠPOΣPOΦHΣH (ή POΦHΣH) 319 5.1 Γενικά στοιχεία 320 5.2 Ισορροπία ρευστού με στερεό 323 5.2.1 Iσόθερμη Langmuir 326 5.2.2 Ισόθερμη Freundlich 332 5.2.3 Ισόθερμη Temkin 333 5.2.4 Ισόθερμη BET 333 5.3 H δυναμική και οι βασικές αρχές της προσρόφησης 338 5.3.1 Ζώνη μεταφοράς μάζας και καμπύλες διέλευσης 338 5.3.2 Ισοζύγια σχεδιασμού κλινών προσρόφησης 344 5.4 Προβλήματα 355 5.5 Βιβλιογραφία, αναφορές 358 Σύμβολα 359 6. ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΡΕΥΣΤΩΝ (ΣΩΛΗΝΩΣΕΙΣ & ΑΝΤΛΙΕΣ) 365 6.1 Γενικά στοιχεία 366 6.2 Μεταφορά ρευστών σε αγωγούς. Υπολογισμοί ροής 368 6.2.1 Μέτρηση πίεσης και ροής ρέοντων ρευστών σε αγωγούς 368 6.2.2 Βασικές εξισώσεις υπολογισμού προβλημάτων ροής 375 6.3 Αντλίες Υγρών και Αερίων 395 6.3.1 Στροβιλοαντλίες αξονικής και ακτινικής ροής. Βασικές Εξισώσεις 395 6.3.2 Υπολογισμοί επί των αντλιών 397 6.4 Προβλήματα 403 6.5 Βιβλιογραφία, αναφορές 408 Σύμβολα 409
Περιεχόμενα 11 7. ΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΜΕΝΕΣ ΚΛΙΝΕΣ 413 7.1 Εισαγωγικά 414 7.2 Η πορεία προς τη ρευστοποίηση 417 7.3 Υπολογισμοί σε ρευστοποιημένες κλίνες 422 7.3.1 Ελάχιστη ταχύτητα ρευστοποίησης 422 7.3.2 Τελική ταχύτητα U t 423 7.3 Μοντελοποίηση ρευστοστερεής κλίνης 424 7.4 Εξίσωση σχεδιασμού αντιδραστήρα ρευστοποιημένης κλίνης για αντίδραση α τάξης (Α Β) 428 7.5 Βιβλιογραφία, αναφορές 431 Σύμβολα 432 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ I ΜΕΓΕΘΗ, ΜΟΝΑΔΕΣ & ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΣ ΜΟΝΑΔΩΝ 437 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IΙ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ ΔΥΑΔΙΚΩΝ ΜΙΓΜΑΤΩΝ ΣΕ ΣΤΑΘΕΡΗ ΠΙΕΣΗ 443 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ IΙI ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΘΑΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ 447 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ 453