ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные требования, предъявляемые к химической аппаратуре из "Оборудование химических заводов Издание 2" В большинстве случаев одновременно протекает несколько процессов, например химические и массообменные, как правило,, сопровождающиеся теплообменными и гидромеханическими. Конструкция аппаратов в значительной степени определяется агрегатным состоянием реагирующих веществ. В технологических аппаратах возможны следующие фазовые системы газ + газ, газ Ч-жидкость, жидкость + жидкость, жидкость-Ьтвердое вещество, газ- -твердое вещество, твердое вещество-Ь твердое вещество. [c.6] На рис. 1 показаны основные типы аппаратов для химических и физико-химических процессов, применяемые при различных вариантах агрегатного состояния. В системе газ + газ проводят высокотемпературные химические процессы, для которых применяются контактные аппараты, конверторы различных систем и трубчатые печи, а также процессы газоочистки. В системе газ-Ь -(-жидкость производят ректификацию, абсорбцию, мокрую газоочистку, а также многие химические реакции. При этом применяются колонные и башенные аппараты, с устройствами, обеспечивающими хороший контакт между жидкостью и газом. Для газов, хорошо растворимых в жидкости, когда достаточна небольшая поверхность контакта, процесс проводят в простейших аппаратах барботажного типа или в поверхностных абсорберах. [c.7] В системе жидкость + жидкость осуществляют экстракцию, сепарацию и разнообразные химические процессы. Для этого применяют емкостные аппараты с мешалками или без них и аппараты змеевикового типа. Для обработки взаимно нерастворимых жидкостей с различным удельным весом иногда используют аппараты колонного типа с противоточным движением жидкостей. Сепарацию проводят в сепараторах центробежного типа. [c.7] Химические и физико-химические процессы в системах жидкость-Ь твердое вещество осуществляют в емкостных аппаратах с мешалками или в проточных камерах, заполненных твердым продуктом. Фильтрация, отстаивание, центрифугирование производятся соответственно в фильтрах, отстойниках и центрифугах. [c.7] В фазовой системе газ-Нтвердое вещество проводят газоочистку, сушку, адсорбцию, а также ряд химических процессов, в основном высокотемпературных, таких, как обжиг сырья и т. д. Простейшим аппаратом для сушки, обжига или химического взаимодействия является камера, заполненная твердым продуктом, который омывается потоком газа. Для интенсификации процесса применяют аппараты гребкового типа, в виде вращающихся барабанов и с псевдоожиженным слоем. [c.7] Системы твердое вещество-Ьтвердое вещество в химической технологии применяются сравнительно редко. Для обработки твердых продуктов используют аппараты гребкового типа, валковые, червячные смесители, пластификаторы и т. д. [c.7] Технологический процесс может быть периодическим и непрерывным. При периодическом все стадии последовательно проходят в одном аппарате, в который загружают исходные вещества, а после окончания процесса из него выгружают готовые продукты. При непрерывном процессе все стадии осуществляются одновременно. Подача исходных веществ и выгрузка готовых продуктов происходят непрерывно. [c.7] Непрерывные процессы имеют ряд преимуществ перед периодическими они обеспечивают более высокую производительность, имеют меньплий расход энергии и предоставляют больше возможностей для автоматизации и механизации производства, поэтому в современной технологии предпочитают применять непрерывные процессы. Периодические процессы находят применение в малотоннажных производствах и в некоторых случаях, обусловленных специфическими условиями. [c.9] Промежуточное положение между периодическими и непрерывными процессами занимают так называемые полунепрерывные, в которых один компонент, например твердое вещество или жидкость, загружается и выгружается периодически, а другой — подается непрерывно. [c.9] Практика эксплуатации и проектирования химической аппаратуры и многочисленные исследовательские работы выработали определенные приемы, направленные на интенсификацию технологических процессов. Один из них — максимальное увеличение поверхности контакта реагирующих веществ или рабочей поверхности аппарата. Увеличение поверхности контакта достигается распылением или раздроблением реагирующих компонентов или применением специальных элементов, обеспечивающих разделение потока жидкости или газа на отдельные струйки. Рабочая поверхность аппарата, например поверхноеть фильтрации или теплообмена, во многих случаях является одним из важнейших показателей, характеризующих совершенство аппарата. [c.9] Вторым приемом, направленным на повышение производительности химической аппаратуры, является максимальная интенсификация процессов взаимодействия и увеличение движущей силы процесса. Третьим — максимальное приближение условий работы аппарата к наивыгоднейшему (оптимальному) режиму, что достигается применением уточненных методов расчета, автоматического регулирования, совершенствованием конструкции аппаратов. [c.9] Движение продуктов в аппарате может быть прямоточным и противоточным. При обработке разнородных систем и в процессах теплообмена, как правило, более целесообразно противоточ-ное движение компонентов. Прямоток применяют при работе с однородными системами, когда противоточное движение невозможно, а также в некоторых специфических случаях. Например, в сушилках непрерывного действия теплоагент подается прямотоком с материалом, что в данном случае позволяет значительно повысить температуру теплоагента (горячего воздуха или газа), так как он подается на исходный влажный материал. [c.9] Аппараты периодического действия имеют штуцера для наполнения и опорожнения, а также для различных вспомо-гательпых целей. Штуцеров для наполнения обычно несколько. Опорожнение емкостных аппаратов производится через штуцер нижнего спуска или по трубе передавливания. Передавливание производят с помошью сжатого воздуха, азота или пара. При опорожнении по трубе передавливания некоторое количество жидкости всегда остается на дне аппарата. [c.10] Диаметры штуцеров определяют расчетом по уравнению расхода в зависимости от максимальной производительности газа И.ЛИ жидкости, но в любом случае диаметры не должны быть очень малыми. По соображениям унификации желательно устанавливать по возможности патрубки одинаковых диаметров. При установке их для входа и выхода теплоагентов необходимо придерживаться следующих правил штуцера для пара следует располагать в верхней точке аппарата или обогреваемой полости, для выхода конденсата — помещать в самой нижней точке, чтобы обеспечить полный слив. При подаче жидких теплоагентов ввод осуществляется через нижний штуцер, чтобы обеспечить заполнение всего объема аппарата. [c.11] В том случае, когда необходимо постоянное наблюдение за ходом процесса, устанавливают смотровые окна. Как правило, делают два окна, одно —для наблюдения, а другое —для освещения аппарата. [c.11] К аппаратам, устанавливаемым под открытым небом, предъявляется ряд специальных требований. Например, при водяном охлаждении должна быть предусмотрена быстрая эвакуация воды при остановке аппарата, приводы и электродвигатели защищены от атмосферных осадков, штуцера для застывающих продуктов должны обогреваться и т. д. [c.11] Повышение долговечности и надежности аппаратуры достигается за счет использования материалов, устойчивых против коррозии и действия высоких температур, применения безотказно работающих узлов и механизмов и надежного контроля за состоянием стенок аппарата, сварных швов и антикоррозионных покрытий. Корпус аппарата служит обычно значительно дольше, чем различные внутренние устройства, которые периодически меняются во время ремонтов. В настоящее время наблюдается тенденция так подбирать конструкционные материалы различных узлов и деталей одного аппарата, чтобы срок службы был примерно одинаков. [c.12] Необходимо учитывать также, что резьбовые соединения внутри химических аппаратов после значительного срока службы вследствие коррозии л отложения осадков обычно отвертываются с большим трудом. Поэтому иногда крепежные детали изготовляют из кислотостойкой стали, хотя по условиям коррозии они могут быть сделаны из углеродистой. [c.13] Водным транспортом могут перевозиться аппараты диаметром до 8 м и длиной до 55 Л1, а с буксировкой на плаву — размером до 10X100 м. Оборудование, не входящее в указанные габариты, собирается на месте из частей максимально больших транспортабельных размеров. К перевозкам по шоссейным дорогам допускается оборудование диаметром до 7 Л1, весом до 120 г. [c.13] Аппараты большой длины собираются или свариваются из отдельных царг, причем царги большого (негабаритного) диаметра на заводе-изготовителе разрезают на две или на четыре части, а на месте установки сваривают вновь. [c.13] Вернуться к основной статье