Современная химическая технология изучает процессы производства минеральных кислот и удобрений, щелочей и солей,процессы синтеза разнообразных органических соединений изприродных газов и продуктов переработки каменного угля инефти, а также многие другие процессы химической переработкисинтетических и природных веществ.
Несмотря на разнообразиеметодов химической технологии, получение различных химиче-ских продуктов связано с проведением однотипных физическихпроцессов (нагревание, охлаждение, перемешивание, фильтрова-ние, сушка и т. д.), являющихся общими для большинства химических производств.
Аппаратурное оформление современных хи-мико-технологических процессов также весьма разнообразно,однако для одних и тех же целей в различных отраслях химиче-ской технологии в большинстве случаев применяются сходные поконструкции аппараты.
В курсе «Процессы и аппараты» изучаются физико-химические основы процессов, используемых во всех отраслях химической технологии, а также рассматриваются принципы устройства и методы расчета аппаратов, предназначенных для проведения этих процессов.
Выявление общих закономерностей протекания различных процессов и разработка методов расчета аппаратуры являются основными задачами науки о процессах и аппаратах химической технологии. Овладение этой наукой позволяет осуществлять в производственных условиях наилучшие (оптимальные) технологические режимы, повышать производительность аппаратуры и улучшать качество продукции; дает возможность разрабатывать более рациональные технологические схемы и типы аппаратов при проектировании новых производств, правильно оценивать результаты лабораторных исследований и быстро реализовать их в производственных условиях. Применяемые в химических производствах вещества обычно измельчаются, транспортируются, нагреваются, охлаждаются, реагируют друг с другом, причем взаимодействие их часто сопровождается испарением, растворением и другими процессами, связанными с переходом веществ из одной фазы в другую (массообмен) или с образованием новых химических продуктов.
Эти процессы подчиняются законам гидромеханики, теплопередачи, массопередачи и химической кинетики.
В простейшем случае процесс может быть охарактеризован лишь одним законом, например законом движения жидкости, но чаще это движение сопровождается теплообменом, массообменом и другими явлениями, т. е. протекает сложный процесс, зависящий от целого ряда факторов, которые оказывают на ход процесса совместное и часто противоречивое действие.
В курсе «Процессы и аппараты» изучаются принципы химической технологии, основанные на законах гидромеханики, теплопередачи и массопередачи, а также механики твердых тел (измельчение и смешение). Процессы же химического взаимодействия подробно рассматриваются в курсах общей и специальной химической технологии. В зависимости от закономерностей, характеризующих протекание процессов, последние могут быть разделены на следующие группы:
1. Механические процессы, применяемые для переработки твердых материалов и подчиняющиеся законам механики твердого тела. К таким процессам относятся: перемещение материалов, измельчение, классификация (сортировка) материалов по крупности, их дозирование и смешивание.
2. Гидромеханические процессы, используемые при переработке жидкостей и газов, а также неоднородных систем, состоящих из жидкости и мелко измельченных твердых частиц, взвешенных в жидкости (суспензий). Движение жидкостей, газов и суспензий характеризуется законами механики жидких тел — гидромеханики. К числу гидромеханических процессов относятся: перемещение жидкостей и газов, перемешивание в жидкой среде, разделение жидких неоднородных систем (отстаивание, фильтрование, центрифугирование), очистка газов от пыли.
3. Тепловые процессы, связанные с теплообменом, т. е. переходом тепла от одного вещества к другому. К этим процессам относятся: нагревание, охлаждение, процессы, протекающие с изменением агрегатного состояния вещества, — испарение, конденсация, плавление и затвердевание, а также процессы выпаривания, кристаллизации и получения искусственного холода.
4. Массообменные процессы, заключающиеся в переходе вещества (массы) из одной фазы в другую путем диффузии.
