Опытные установки и масштабный переход

Применение двухфазной модели для исследования и расчета химических реакторов с псевдоожиженным слоем катализатора возможно лишь при знании коэффициентов Д и р. Как показано в работах [31, 45], эти коэффициенты зависят от масштаба реактора и, следовательно, те значения, которые можно получить на лабораторных и опытных установках, не могут быть использованы при масштабном переходе. Поэтому было предпринято ряд попыток получить обобщенные зависимости (графические или в виде уравнений) для и Р от размеров и конструктивных особенностей реакторов в присутствии химических реакций [124] и без них [31]. [c.127]

Такое подтверждение возможно на лабораторной, опытной или производственной установке. Существенная трансформация модели при переходе от опытной установки к производственной менее вероятна, чем при аналогичном переходе от лабораторной установки. Для определенности примем, что эксперименты выполняются на опытной установке, причем вопросы масштабного перехода здесь не рассматриваются. [c.77]

Часто приходится решать вопрос о том, что можно ли вместо проведения исследований на пилотных установках ограничиться применением чисто расчетных методов, основанных на масштабном переходе от малых аппаратов к большим. Однако для ректификационного разделения веществ еще нет методов для достаточно точного математического описания процесса с учетом всех решающих факторов. Поэтому опытно-промышленные испытания по-прежнему остаются важнейшим источником сведений, необходимых для масштабного моделирования [33]. В первую очередь это относится к насадочным колоннам, для которых гидродинамические характеристики газового и жидкостного потоков играют особую роль (см. разд. 4.2). Кроме того, для оценки стоимости ректификационных колонн с целью уменьшения капиталовложений необходимо знать зависимость разделяющей способности и перепада давления от нагрузки. Эту зависимость для большинства колонн до сих пор нужно устанавливать экспериментально. Чтобы можно было сравнивать различные колонны, для их испытаний следует подбирать одинаковые смеси и испытания проводить в одинаковых условиях (см. разд. 4.10 и 4.11). [c.216]

В общем случае из-за изменения соотношения отдельных стадий процесса в реакторе масштабный переход на основе физического подобия и физического моделирования осуществить нельзя. Поэтому для масштабного перехода к укрупненным, опытным и полупромышленным установкам ранее использовали преимущественно эмпирический метод постепенного увеличения размеров реакторов. Однако вследствие отсутствия при таком подходе научного предвидения результатов протекания процесса число стадий его оказывалось значительным, что приводило к большим затратам времени и средств и не позволяло достигнуть оптимальных результатов. [c.466]

ОПЫТНЫЕ УСТАНОВКИ И МАСШТАБНЫЙ ПЕРЕХОД [c.240]

Справедливости ради следует сказать, что его значение и по сей день весьма существенно, и пока рано считать устаревшими такие понятия, как инженерный опыт и интуиция . Наоборот, те же инженерный опыт и интуиция, вооруженные современными знаниями, в том числе и в области теории подобия и математического моделирования, вложенные в опытную установку, позволяют получать наиболее достоверные исходные данные, которые значительно снижают степень риска при увеличении масштаба реализации химико-технологического процесса. Таким образом, речь идет не столько об эмпирическом моделировании, сколько о моделировании экспериментальном, которое заключается в том, что масштабный переход от лабораторных исследований к промышленному производству наиболее целесообразно проводить путем создания промежуточных опытных установок с использованием всех достижений современной теоретической науки, и в первую очередь теории подобия и методов математического моделирования. Поэтому и рассмотрение масштабного перехода следует начать с обзора опытных установок. [c.242]

Опытно-промышленные установки (иногда их называют опытно-промышленным производством) —это последний промежуточный этап масштабного перехода. В них уже все должно быть, как в будущем производстве. Во всяком случае увеличение масштаба промышленного объекта по сравнению с опытно-промышленным не может быть более 10 (обычно трех-, пятикратное). В составе опытно-промышленной установки должна быть реализована полная технологическая схема с рециклами, регенерацией растворителей и переработкой отходов, потому что циркулирующие в ней продуктовые потоки уже исчисляются кубометрами и не могут быть просто так выведены на сторону или, наоборот, введены со стороны. Все должно производиться и перерабатываться внутри установки. Вырабатываемая продукция и реализуемые отходы должны иметь конкретных потребителей. Должны быть решены вопросы расфасовки и упаковки, тары и транспорта. [c.246]

Установка перераспределителей газовой фазы позволила достигнуть тонкой очистки газа и снизить величину КМП. Даже при относительно небольших нагрузках по потокам, как видно из рис. 3 и 4, в опытно-промышленном скруббере диаметром 850 мм с перераспределителями газовой фазы, свободное сечение которых составляло 55% по сравнению с 80,5% в рабочих пакетах, коэффициенты масштабного перехода не превышали 1,1, [c.138]

Унификация предполагает соблюдение условий масштабирования — соответствия данных испытаний процесса на опытных установках для проектирования промышленных аппаратов. Как было отмечено выше, закономерности масштабирования процессов в КС впервые, достаточно обоснованно, рассмотрены Тодесом [4, 13]. При создании промышленного метода обезвоживания мы могли опираться только на обобщение собственных экспериментальных данных и, в известной степени, на инженерную интуицию. В настоящее время появилась возможность составления выводов Тодеса и положений, обосновавших создание унифицированного ряда, которые в целом подтверждают правомерность принятых нами условий масштабного перехода. Учитывая важность этого вопроса, остановимся на нем подробнее. [c.83]

Таким образом, унификация аппаратов КС обоснована возможностью проведения сушки и обезвоживания различных неорганических материалов в различных агрегатных состояниях в однотипных аппаратах и соответствием условий масштабного перехода в зависимости от производительности от опытной установки с площадью решетки 0,1 м до промышленных аппаратов с площадью решетки 10 м и выше. При разработке унифицированного ряда принято [c.86]

При разработке процесса выделения конкретного продукта адсорбционным методом возникает необходимость в экспериментальном определении ряда величин, необходимых для проектирования промышленной установки (поскольку полный теоретический анализ пока затруднителен). При этом, как правило [2—4], применяется трехступенчатая схема масштабирования — от лабораторной установки (определение принципиальной осуществимости процесса в данной системе адсорбент — адсорбтив) через пилотную (проведение процесса в укрупненном масштабе по схеме, аналогичной проектируемому производству) к опытно-промышленной установке (промышленной или полупромышленной по масштабу и производительности, а опытной — ввиду необходимости отработки деталей основного и вспомогательного оборудования, специфичных для аппаратов большого размера). Применение этой схемы масштабных переходов обычно приводит к определенным упрощениям в конструкциях пилотных и особенно лабораторных установок. [c.157]

Анализируя развитие химической технологии на протяжении последних десятилетий, можно выделить два осповных направления исследований. Первое было связано с поисками законов масштабного перехода, которые позволили бы от небольших лабораторных аппаратов перейти сразу к крупномасштабным промышленным реакторам, мппуя длительные промежуточные стадии отладки процесса на пилотных и опытно-промышленных установках. Второе направление развития химической технологии, связанное с бурным прогрессом вычислительной техники, основывается на математическом моделировании технологических процессов. Располагая математической моделью, с помош,ью со-ьременпых ЭВМ можно рассчитать характеристики процесса, отвечающие реальным размерам реактора, и провести оптимизацию конечного результата по технологическим параметрам. [c.52]

Для решения своих задач Н. комплексно использует методы и достижения орг. и физ. химии, математики, теплотехники, кибернетики н др. наук. В связи с четко выраженной прикладной направленностью исследований при разработке нефтехим. процессов широко практикуется моделирование и проверка их на опытных установках разл. масштаба (см. Масштабный переход). Научные исследования в Н. развиваются по след. осн. направлениям изучение хнм. состава нефтей, взаимопревращения углеводородов нефти, синтез функцион. производных углеводородов из нефтвгаого и газового сырья. [c.229]

Б. Для испытания имеющегося и разработанного оборудования. Ведь не все конкретные виды оборудования можно опробовать при лабораторном масштабе. Например, если возникает трудная проблема перекачки, скажем, какой-нибудь агрессивной жидкости или суспензии, может понадобиться специальный насос, который нельзя опробовать в лабораторных условиях из-за его размеров. В подобных обстоятельствах целесообразно построить опытно-промышлен-ную установку, достаточно крупную, чтобы создать потоки, необходимые для испытания хотя бы самых малых образцов предусматриваемого специального оборудования тогда фирма, изготовляющая насосы, получит данные, гарантируюпще масштабный переход к размерам, требующимся для промышленного производства. Конечно, значительная часть этой работы могла бы быть проведена в лабораториях самой фирмы, поставляющей насосы, если бы удалось создать потоки, характерные для данного процесса, но для получения таких потоков фирме-изготовителю, вполне возможно, придется строить опытно-промышленную установку. Кроме того, конструкторы собственной фирмы могут выдвинуть идеи использования принципиально нового оборудования, а установить его и испытать можно именно на опытно-промышленной установке. [c.256]

В ходе исследований на опытной установке определяют воспроизводимость результатов на реальном сырье в условиях первичного масштабного перехода, выясняют устойчивость основных режимов при непрерывном и продолжительном (десятки и сотни часов) осуществлении процесса, уточняют допустимые границы варьирования параметров, проверяют возможность регулирования показателей процесса с помощью модификаторов и регуляторов, испытывают новые узлы и аппараты, подбирают приемлемые для их изготовления материалы, изучают гидродинамику, процессы переноса массы и тепла и разрабатывают оптимальные для конкретного процесса системы массопереноса и теплосъема. [c.362]

Лабораторные установки (речь идет только о металлических установках), как правило, создаются еще в процессе лабораторных исследований в составе опытных участков или цехов научно-исследовательского института и служат в качестве первого этапа масштабного перехода. Кроме того, опи используются для первой наработки нового полимерного продукта, что совершенно необходимо для проведения его испытаний. Такие установки чаще всего создаются из разрозненных основных технологических узлов, работающих периодически или полунепрерывно (полимеризация или поликонденсация, очистка и выделение или выделение н очистка полимера или олигомера, сушка и грануляция и т. д.). Транспортирование продуктов от одного узла к другому осуществляют чаще всего вручную побочные продукты и растворители, как правило, не регенерируют непрореагиро- [c.243]

Технология производственного процесса отрабатывается поэтапно в лабораторных, пилотных (опытно-промышленных) и промышленных установках. Чаще встречаются аппараты с объемами ферменторной камеры 0,5-100 л (лабораторные), 100-5000 л (пилотные) и 5000-1000000 л и более (промышленные). На каждом этапе увеличения масштаба ферментации (процесса) - масштабном переходе (масштабировании биотехнологического процесса) - решаются конкретные задачи отработки (налаживания) производства и его оптимизации. [c.41]