Основные теоретические сведения. В ряде производств процессы абсорбции, кристаллизации, сублимационной сушки, низкотемпературной ректификации протекают при температурах значительно ниже

В ряде производств процессы абсорбции, кристаллизации, сублимационной сушки, низкотемпературной ректификации протекают при температурах значительно ниже температуры окружающей среды, достигаемых искусственным охлаждением. Такое охлаждение широко используется также в хранилищах пищевых продуктов, в медицине, приборостроении, ракетной технике, при замораживании грунтов в строительстве мостов, тоннелей, плотин и шахт.

Решение практической задачи проведения технологического процесса в промышленном реакторе в соответствии с оптимальным температурным режимом зависит от многих факторов и прежде всего от теплового эффекта и кинетики реакции.

Экзотермические реакции проводят, как правило, либо в адиабатных условиях, либо в аппаратах с отводом теплоты.

При проведении лабораторных экзотермических реакций рост температуры приводит однозначно лишь к увеличению скорости процесса. Существуют две предельные температуры (нижний и верхний температурные пределы), между которыми целесообразно проводить процесс.

Нижним пределом является температура, при которой скорость реакции (а, следовательно, и скорость выделения теплоты) достаточна для осуществления автотермического режима. Ниже этой температуры скорость тепловыделения меньше, чем скорость отвода теплоты с реакционным потоком, и температура в аппарате будет падать.

Основными способами получения холода являются:

· Испарение низкокипящих жидкостей.

· Расширение сжатых газов в расширительной машине (детандере). При этом газ совершает внешнюю работу за счет уменьшения своей внутренней энергии, вследствие чего температура его понижается.

· Дросселирование сжатых газов и паров – расширение газа при прохождении через суженное отверстие или перегородку. Расширение происходит без совершения внешней работы.

Условно различают умеренное (до минус 100 °С) и глубокое охлаждение (от минус 100 °С и ниже). Существенное отличие между процессами умеренного и глубокого охлаждения заключается в том, что в первом случае сжатые до соответствующего давления газы или пары конденсируются, отдавая тепло окружающей среде; во втором случае для их конденсации необходимо проводить охлаждение до температур более низких, чем температура окружающей среды.

Для получения умеренного холода используют компрессионные, абсорбционные и пароэжекторные установки, в которых низкие температуры достигаются испарением низкокипящих жидкостей.