Непрерывные процессы и масштабирование

НЕПРЕРЫВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И МАСШТАБИРОВАНИЕ [c.262]

Существует еще один аспект масштабирования, которого мы до сих пор не касались. Дело в том, что опытно-промышленная установка дает благоприятную возможность для более тщательного, чем в лабораторных условиях, изучения непрерывного процесса. Объясняется это просто-напросто тем, что когда процесс осуществляется в значительно большем, чем в лаборатории, масштабе, легче и надежней становится контроль расходов и составов потоков на входе и выходе. Ограниченность экспериментальных исследований на лабораторных установках обусловлена отчасти только что упомянутым препятствием, а также тем, что при малых масштабах трудно полу- [c.262]

Большое значение как при периодической, так и непрерывной организации процесса, имеет характер движения потоков — прямоток, противоток или перекрестный ток. Структура потоков в аппарате (полное вытеснение, полное перемешивание или их комбинация) определяет выбор математической модели процесса, включающей уравнения, описывающие статику и динамику, а также граничные и начальные условия и другие характеристики процесса. Составление математической модели в каждом частном случае ведется в соответствии с системным подходом к процессу процесс разбивают на элементарные стадии, расположенные в иерархическом порядке. На первом уровне математической модели обычно располагают зависимости, описывающие условия равновесия, а также характер химических превращений (если они имеют место). На втором иерархическом уровне описываются закономерности элементарных процессов переноса, идущих в единичном зерне, в одной капле, пузыре и т. п. Третий уровень соответствует моделированию процесса в целом слое, на тарелке и т. д., включая в себя зависимости второго уровня. На четвертом уровне принимается во внимание расположение отдельных слоев, тарелок, теплообменных устройств в целом аппарате (с учетом фактора масштабирования). Пятый уровень включает описание гидродинамики и массообмена в каскаде реакторов или агрегате. [c.74]

Несмотря на трудности получения количественно достоверных данных на непрерывно действующей аппаратуре малого масштаба, переход к оборудованию непрерывного действия уже на раннем этапе кинетических исследований дает определенные преимущества во-первых, уравнения скорости упрощаются до алгебраических выражений, а во-вторых, для масштабирования процесса рано или поздно все равно придется перейти от лабораторного периодического реактора к промышленному аппарату непрерывного действия. [c.228]

На практике редко приходится сталкиваться с режимом полного смешения, и вследствие этого важно учитывать процессы разделения в растущей микробной популяции, например часто встречающееся явление клеточного роста на стенках реактора. Многие бактерии способны прилипать и расти на твердых поверхностях. Если непрерывное культивирование проводится в течение длительного времени, то на погруженных частях биореактора с неизбежностью происходит рост бактерий, и этот рост на стенках изменяет общие эксплуатационные характеристики биореактора. Во многих отношениях пребывание неподвижной бактериальной биомассы в проточном биореакторе непрерывного действия напоминает работу проточного биореактора непрерывного действия с рециркулирующей биомассой. При проведении исследований биоочистки определенных стоков в биореакторах лабораторного типа без рециркуляции биомассы нужно отдавать себе отчет в том, какое влияние оказывает рост биомассы на любых поверхностях. Недоучет таких эффектов сказывается при масштабировании оборудования, в особенности при сохранении геометрического подобия при масштабировании, так как объем растет как куб линейных размеров, а площадь поверхности — только как квадрат. [c.109]

Примерный круг вопросов, освещаемых технологом при рассмотрении (защите) составленной им схемы часовая и суточная производительность производства с ее экономическим обоснованием коэффициент масштабирования-, принятый при расчете основных аппаратов, их типы, максимальные размеры, количество параллельно работающих агрегатов тип схемы (непрерывная или периодическая) и его экономическое обоснование внутренние резервы с их обоснованием методика расчета основных аппаратов, принятая технологом, и оценка достоверности и надежности исходных параметров процесса взаимосвязь всех мащин и аппаратов схемы минимальные этажность и высота производственного здания обоснование возможности размещения всех или части аппаратов на открытой площадке с учетом климата в районе строительства проектируемого производства принятые методы механизации трудоемких процессов исходные данные для их проектирования (в этот раздел входят также методы расфасовки и укупорки готовой продукции) связь данного производства с общезаводским хозяйством (складским, транспортным, энергетическим, водопроводными и канализационными сооружениями и др.) способы обезвреживания отходов, выбросов, сточных вод и т. д. материалы, рекомендуемые для изготовления аппаратуры, трубопроводов, арматуры, строительных конструкций, и стойкость их к коррозии отражение в схеме вопросов техники безопасности и охраны труда (дистанционное управление, герметизация аппаратуры, размещение некоторых узлов схемы в изолированных помещениях или кабинах и др.) классификация веществ и категория помещений по ПУЭ и СНиП. [c.71]

Наибольшая трудность при разработке и создании новых прогрессивных процессов в кипящем слое — практическая невозможность их масштабирования (s aling up). При естественном пути лабораторная колонка — пилотная установка — опытнопромышленный аппарат —серийный реактор, на каждом из переходов от одного этапа к последующему исследователя и инженера ожидают многочисленные неожиданности в поведении системы, зачастую такие, что заставляют на каждом последующем этапе начинать с нуля . Наглядным примером этого служит история разработки и внедрения в США во время второй мировой войны первого крупномасштабного производства — каталитического крекинга в псевдоожиженном слое. Большая группа ученых и инженеров-техноло-гов, переходя от одного из перечисленных выше этапов к следующему, непрерывно сталкивалась на каждом переходе с новыми проблемами и трудностями. Все это позволило высказать утверждение, что масштабный переход к проектированию крупных промышленных аппаратов можно делать после отработки процесса на пилотной установке диаметром не менее 100 мм. Опыт освоения многих других процессов привел к тому, что в настоящее время эту границу часто отодвигают до 500 мм. [c.4]

Полное обсуждение вопросов автоматизации препаративных ЖХ-систем выходит за рамки этой главы. Имеются коммерческие системы, которые позволяют автоматизировать подачу растворителя, создание градиента, введение образца, контроль разделения и сбор фракций (в том числе и компаний, перечисленных в табл. 1.9). Была проведена большая работа по масштабированию ЖХ-систсм, особенно в областях конструирования непрерывных хроматографических процессов, перекрывающегося дозироваиия и других альтернативных систем (для более детального ознакомления ом. [31, 188, 198—212], гл. 3 в этой книге и приведенные в ней ссылки). Следующее поколение мощных персональных компьютеров и компьютерных станций, несомненно, даст мощный толчок развитию методов управления и контроля препаративным ЖХ-системам, включая извлечение образца и регенерацию растворителя, и даже приведет к дистанционному управлению из мест, удаленных от опасной среды, лабораторий и заводов, аналогично полному управлению приборами аналитических лабораторий, которое сейчас становится обычным. [c.120]