шпоры МАХП

Конструктивный расчет теплообменного оборудования.
Конструктивный расчет. Общее кол-во труб в теплообменнике: n = F/
·dpl, где n – колчиство труб; F – площадь теплообмена. dp – расчетный диаметр трубы. l – длина трубы. Число труб одного хода определяется исходя из допустимой скорости теплоносителя.
· = Vсек/F => n0 = 46/3600
·d3вн
·
·, где G – расход теплоносителя (кг/ч); dвн – внутренний диаметр (м);
· – удельный вес (кг/м3);
· – скорость теплоносителя (м/с); Общее число труб многоходового теплообмена: Число ходов n = n0 · Z. Внутренний диаметр корпуса аппарата: D0 = t (b-1)+4dн, где D0 – внутренний диаметр аппарата; t – шаг между трубами. T = 1/2 – 1/4dн. Шаг – расстояние между осями труб; b – число труб на диагонали пучка. Диаметр патрубка: dп = 0,0188
·(G/
·
·), где G – расход теплоносителя;
· – удельный вес теплоносителя;
· – скорость теплоносителя.

Конструкция, классификация теплообменников, направление температурных потоков, температурные режимы теплообменников.
В зависимости от способа передачи тепла разл-ют 2 осн-ые группы теплооб-ов: 1) поверхностные, в кот-х передача тепла происх-т через пов-ть стенки; 2) смешения, в кот-х теплообмен происх-т непоср-но при соприк-ии теплонос-ля. Поверх-ые делятся на: а. Регенеративные, исп-ют значит-но реже, в основном для регенерации тепла отходящих газов. В них процесс переноса тепла от горячего теплонос-ля к холод-у раздел-ся на 2 периода и происх-т при попеременном нагревании и охлажд-и насадки. Регенеративные теплооб-ки обычно состоят из двух ап-ов цилиндр-ой формы, корпуса кот-х заполняются насадкой в виде свернутой в спираль метал-ой ленты, листового металла, кусков шамота, кирпича и др. материалов. Эта насадка попеременно нагревается при соприкосновении с горячим теплоносителем затем отдает свое тепло соприкасаясь с холодным теплоносителем.; б. Рекуперативные – кожухотрубчатые теплооб-и: жёсткие, полужёст-е, нежёст-е; вертикал-е, наклонные, элементные, литые. Поверхности теплообмена могут быть: шахматные, коридорные, спиральные, труба в трубе. Корпусные теплообменники с пластинчатой и спиральной поверхностью теплообмена. Поверхностные теплооб-ки. Вертикальный кожухотрубный теплообменник с жестким корпусом, одноходовой. С неподвижными трубными решетками 2 в которых закреплены трубы 3. К кожуху 1 крепится на прокладках и болтах крышка 4 и днище 5. Один из теплоносителей проходит по трубам, другой по межтрубным пространствам. Обычно нагреваемый теплонос-ль подается снизу, а охлажд-ый сверху вниз, противотоком. При сравнительно небольших расходах ж-ти ск-ть её движения в трубах таких теплообменников низка, соответственно низки коэф-ы теплоотдачи. Для увеличения ск-ти теплообмена применяют многоходовые теплообменники.
В многоходовых теплообменниках по трубному пространству теплообменников с помощью поперечных перегородок 6 устанавливаемых в крышках теплообменниках трубный пучок раздел-ся на секции или ходы, по которым послед-но движ-ся теплонос-ль. При этом число труб в каждой секции примерно одинаково. В многоход-х теплообмен-ах при одном и том же расходе теплонос-я ск-ть его движ-я увелич-ся кратно числу ходов. Для увел-ия ск-ти движ-я в межтрубном пространстве в нем устан-ся ряд сегментных перегородок 7. В гориз-ых теплообменниках эти перегородки одновременно являются опорами для труб. Увеличение интенсивности теплообмена в многоходовых теплооб-ах сопровождается увеличением гидравлического сопротивления и усложнением конструкции. Это определяет выбор экономически целесообразной скорости зависящей от числа ходов теплооб-ка, который обычно не превышает 6. Многоходовые теплооб-ки работают по принципу смешанного тока следствием чего явл-ся некоторое снижение движущей силы теплопередачи по сравнению с чисто противоточным движением теплоносителя. Если разность темпе-р труб и кожуха достаточно велика, то трубы и кожух удлиняются существенно не одинаково. Это приводит к нарушению плотности соединения труб с решетками и соответственному недопустимому смешению теплоносителей. Поэтому при разности температур кожуха и труб более 50єС или при значительной длине труб применяют теплообменники не жесткой конструкции допускающие некоторые перемещения труб относительно кожуха аппарата. В теплооб-ах с линзовым компенсатором 7 темпер-ые деформации компенсируются осевым сжатием или растяжением компенсатора. Теплооб-ки с плавающей головкой 8 применяются при значительных относительных перемещений труб и кожуха. В нем одна из трубных решеток не соединена с кожухом и может свободно перемещаться вдоль оси при температурных удлинениях. В теплооб-ке с U образными трубами 9 сами трубы выполняют функцию компенсирующих устройств. При этом упрощается и облегчается конструкция аппарата имеющего лишь одну неподвижную трубную решетку. Однако в этом аппарате усложняется монтаж труб, затрудняется очистка их внутренних стенок. Нежесткий корпус – это корпус с сальниковым компенсатором. Примечание: Теплообменники с сальниковым компенсатором используется, как правило, при небольших давлениях межтрубного теплоносителя.
Двухтрубные теплообменники или теплообменники типа “Труба в трубе”. Эти ап-ты состоят из нескольких последовательно соединенных элементов образованных концентрически расположенных трубами. Один теплоноситель движется по внутренним трубам 1, другой по кольцевому зазору между внутренними и наружными трубами 2. Внутренние трубы соединяются с помощью калачей 3, а наружные с помощью патрубков 4. Так как сечение внутренних труб и кольцевого зазора невелики, то в этих теплообменниках достигается значительная скорость движения теплоносителей. Это приводит к увеличению коэффициентов теплопередачи и тепловых нагрузок, замедлению отложения накипи и загрязнений на стенках труб. Однако двухтрубные теплообменники более громоздки чем кожухотрубчатые и требуют большего расхода металла на единицу поверхности теплообмена. Их применяют для процессов со сравнительно небольшими тепловыми нагрузками и соответственно малыми поверхностями теплообмена.
Змеевиковые теплообменники. Спиральный пучек. В змеевиковых теплообменниках основным элементом явл-ся змеевик, т.е. труба согнутая по определенному профилю. Змеевики погружаются в жидкость находящаяся в корпусе аппаратов. Из-за большого сечения корпуса скорость движения жидкости мала, что приводит к снижению коэффициента теплоотдачи от наружной стенки змеевика к жидкости или наоборот. Скорость движения жидкости повышают путем установки в корпусе аппарата стакана. В этом случае жидкость движется по кольцевому зазору между стенками аппарата и стакана с повышенной скоростью.
Теплооб-ки с плоской поверхностью теплопередачи. К такому виду относятся пластинчатые и спиральные теплообменники. В пластинчатых теплообменниках поверхностью теплообмена являются гофрированные параллельные пластины с помощью которых создается система узких каналов шириной 5-6 мм с волнистыми стенками. Так как скорость движения жидкости в таких каналах значительна от 1-3 м/с, то коэффициенты теплопередачи в пластинчатых теплообменниках достигает больших значений 3000-4000 Вт/м2·К при сравнительно не высоких гидравлических сопротивлений. Пластинчатые теплообменники просты в изготовлении, их легко разбирать и ремонтировать. Однако серьезную проблему представляет герметизация пластин. По этой же причине их применение при высоких давлениях затруднительно. В спиральных теплообменниках поверхность теплообмена образуется двумя длинными металлическими листами свернутыми по спирали. Эти аппараты компактны, позволяют создавать высокие скорости движения теплоносителей при небольших гидравлических сопротивлений. Однако, они сложны в изготовлении, не могут работать при высоких давлениях более 1 мПа, т.к. герметизация их вызывает трудность.
Теплооб-ки смешения являются высокоэффективными ап-ми, т.к. в них отсутствует термическое сопротивление стенки и теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей. Такие аппараты применяют в тех случаях, когда допустимо смешение теплоносителей или оно определяется технологическими условиями. Наиболее часто смесительные теплооб-ки применяют для конденсации водяного пара, нагревание и охлаждение воды и воздуха. По принципу устройства теплообменники смешения подразделяются: 1. барбатажные. 2. полочные. 3. посадочные. 4. полые. На рисунке изображен полочный противоточный барометрический конденсатор смешения предназначенный для создания вакуума в аппаратах с паровой средой в частности выпарных установках. Пар вводят в корпус 1 конденсатора с сегментными перфорированными полками 2. На верхнюю полку подается вода, далее каскадно перетекает вниз по полкам имеющим небольшие борта. При контакте с водой пар конденсируется вследствие чего в конденсаторе и в аппарате создается разряжение. Образовавшаяся смесь конденсата и воды самотеком сливается в барометрическую трубу 3 высотой около 10 метров, затем в емкость 4 и далее в канализацию. Барометрическая труба и емкость образуют гидрозатвор, который препятствует проникновению наружного воздуха в аппарат. Не конденсирующийся воздух находившийся в паре и охлаждающей воде пропускают через ловушку 5 и откачивают вакуум-насосом. Насадочные смесительные теплообменники представляют собой цилиндр заполненный различными по конфигурации телами, так называемой насадкой, которая служит для развития поверхности контакта. Т.к. эти аппараты применяют для конденсации паров или охлаждения газа какой-либо жидкостью (обычно водой), то эту жидкость через распределительное устройство подают на насадку. Под действием силы тяжести жидкость растекается по насадке увеличивая поверхность контакта с поднимающимися снизу паром или газом. В полых аппаратах цилиндрической формы устанавливают разнообразные разбрызгиватели для увеличения поверхности контакта между водой, паром, газом. Контакт между фазами здесь происходит на поверхности капель. Температурные режимы: 1. Теплоотдача при свободном движении жидкости. Пример: обогрев помещения отопительными приборами; охлаждение в обмуровке паровых котлов, промышленных печей и др; теплоотдача внутри аппарата, охлажденного (или нагретого) с помощью паровой или водяной рубашки. Различают расчетную схему теплообмена свободного движения жидкости в ограниченном и неограниченном пространстве. Возможно свободные движения теплоносителя в ламинарном, переходном и турбулентным режимах. 2. Теплоотдача при вынужденном продольном движении теплоносителя в трубах и каналах. Рассматривается случай теплопередачи в ламинарном ( Re
· 2200), переходном (Re = 2200ч10000), турбулентном режиме (Re
· 10000). 3. Теплопередачи при вынужденном поперечном омывании труб и трубчатых пучков: а. Теплоотдача при поперечном омывании одиночной трубы. б. Теплопередача при поперечном омывании трубчатых пучков. в. Теплопередача при поперечном омывании реберных труб. 4. Конвективный теплообмен + теплообмен между интенсивными потоками не разделенные перегородки. 5. Теплопередача при поперечном орошении труб. 6. Теплопередача при перемешивании мешалками. 7. Теплопередача расплавленных металлов. 8. Теплопередача между газом и насадкой в виде зернистого материала. 9. Теплопередача при соприкосновении газа с жидкостью. 10. Теплопередача при пленочной конденсации паров.

































Прочностной расчет химических реакторов.
Ркомендуемая последовательность расчёта хим-го ап-та колонного типа:
1) Расчёт корпуса ап-та. Проводится по неск-им опасным сечениям: сеч-я с максим-ми напряж-ми в корпусе ( напр-е от гидростат-го и газ-го давл-я), для разных уровней темпер-ы стенки. Примеч-е: для корпуса, у кот-го макс-е темп-ры и внутр-ее напр-е приходится на одно и то же сечение, возможен расчёт по одному опасному сеч-ю. Если t2>t1, то два расчёта: для max-го напр-ия (в т. t1) и max-ой темп-ры (в т. t2);
2) Расчёт днища. Как правило, днища (крыки) ап-та изгот-ют сферической формы, т.к. на плоское днище (кр-ку) дейст-ют изгиб-ие нагрузки. В сферич-ом днище дейст-ют только растяг-ие нагрузки. Толщина сфер-го днища (кр-ки), как правило, почти в 2 раза меньше, чем у корпуса обеч-ки. Примеч-е: на корпус обеч-и дейст-ют тангенц-е и радиал-е напряж-я, а на днище (кр-ку) только радиальные. S=(Dвр/3,8[
·]k
· – p) + c, где Dв – внутр-й диам-р ап-та; р – внутр-е давл-е ап-та, Па; [
·] – допуск-ое напр-е, Па; с – поправочный коэф.; k – коэф, обусловл-ый наличием расслабл-их отверстий; k = 1 – d/Dв, где d – диам-р патрубка. На практ-е всвязи со сложн-ю изгот-я сфер-их днищ (кр-к) широко исп-ся полусферические днища и кр-ки. Их легче изгот-ть и их расч-ая толщ-а
· толщ-е стенки обеч-и и формула приобр-ет др-й вид: S=(Dвр/3,8[
·]k
· – p)
·(Dв/2hв) + c, где hв – высота днища или кр-ки;
3) Расчёт крышки аналог-н расч-у днища;
4) Расчёт укреплений отверстий патрубков, лазов и т.д.;
5) Расчёт внутр-х устройств и места их крепления к корпусу;
6) Расчёт фланцев: расчёт толщ-ы фланцев и их кол-во, толщина крепёжных элем-ов (болты, шпильки);
7) Расчёт опор.
Норма расч-а: расчёт хим-х ап-ов изложен в справочной лит-ре. В наст-ее время на больш-во ап-ов сущ-ют отраслевые нормативы. Расчёт вспомог-х устр-в в виде приводов и движ-ся элементов осущ-ся по общим машиностроительным нормативам.
Расчёт обечайки (корпуса). Толщина стенки: S=(Dврв/2[
·]
· – pв) + c [м], где
· – коэф прочн-и свар-х швов. рвн=ргаз+ржид, рж=
·gh. с=с1+с2+с3, где с1 – прибавка на коррозию, опр-ся как ск-ть кор-ии в мм/год на срок службы ап-та [год]; с2 – прибавка на эрозию (механич-ий износ) под дейст-ем движ-ся среды; с3 – отриц-й допуск на лист (указан в ГОСТе на данный вид проката). Для тв-ых упругих (хруп-х) матер-ов: [
·] = (
·в/nв)
·
·, где
·в – предел прочности при разрушении данного матер-ла; nв=2,6-5 (по справ-у) – коэф запаса прочн-и для хруп-о матер-а;
· – поправ-ый коэф-т: для откр-го пламени = 0,75; для закрытого источ-а нагрева = 0,9; если источ-а нагрева нет, то = 1. Для пластичных матер-ов (сталь, алюм-й): [
·] = (
·т/nт)
·
·, где
·т – предел текучести; nт=1,5-2 (по справ-у) – коэф запаса прочн-и для пластичных матер-ов. Для ап-ов с плоской стенкой рсчёт более сложный, т.к. опред-им фактором явл-ся деформация плоской стенки, на кот-ю сущест-но влияет наличие спец-х элементов жёсткости (рёбер). Расчёт конич-х обеч-ек: S=(Dврв/2cos
·([
·]
· – pв) + c. Примеч-е: данная расч-я формула справедлива для тонкостенных оболочек. Для толстостенных оболочек сущ-ют свои расч-ые форм-ы, учит-ие разницу напр-ий по толщине стенки.
В случае отриц-ых рез-ов прочн-го расч-а ввод-ся корректир-ки на стадии конструктивного расчёта или на стадии выбора материалов, затем прочн-ой рачёт проводится повторно.

Ректификационные колонны. Конструктивный расчет.
Рект-ей наз-ся проц-с раздел-я ж-их однор-ых смесей на сост-ие вещ-ва или группы сост-их в-в в рез-те противоточ-го взаим-ия пар-ой и ж-ой фаз. Ректиф-ые колонны по устройству принципиально не отлич-ся от абсорберов. Далее см вопр. ПАХТ 20-21 или ОХТ 21. Расчет конструктив-х размеров ректиф. колонн. Диаметр колонны: Д=0,0188
·[gср/(
·пwп)ср] (м), где gср-среднее кол-во поднимающ. Паров (кг), (
·nwn)ср-средняя весовая скорость. gср=(g1+gn)/2, где gn-кол-во паров в верхней части колонны. gn=G
·(1+R), где R-флегмовое число; g1-кол-во пара в нижней части колонны.1) g1·y1=G1·x1+Gд·хд, где x1-концентрация низкокипящ. компонента в нижней части колонны. G1-общее кол-во смеси в нижней части колонны. 2)g1*r1=gn*rn, где r1,rn-скрытая теплота парообразования на нижней и верхней тарелке. r1=ra*y1+(1+y1)rВ; rn=ra·ya·(1-у
·)rВ, где ra,rВ-скрытая теплота парообразования низкокипящ. и высококипящ. компонента. y1, у
·, ya-концен-я пара в нижней тарелке, в дистилляте, в низкокипящ-м компоненте. Средневесовая скорость пара: (
·nwn)ср=0,065
·[G]
·[H·
·ж·
·п], где
·[G]-функция от поверхностного натяжения жид-ти.
·[G]=1 при Gсм
·20 кН/см2.
·[G]=0,8 при Gсм<20 кН/см2;
·ж,
·n -удельный вес жид-ти и пара; H-расстояние между тарелками (мм), приним-ся в зав-ти от диаметра по табл. Приближенно скорость пара можно определить: w=K1/
·
·n, где К1=0,818. Сечение патрубка: F=G/w диаметр патрубка. Рекомендуемый ряд диаметров ректиф. колонн: 1000,1200,1800,2200мм. Кол-во колпачков в тарелке: n=0,1Д2/dn2, где Д-внутр.диаметр колонны, dn-диаметр патрубка: 50,75150мм.В зав-ти от dn опред-ся высота слоя жид-ти над тарелкой. Расчет насад-й колонны и ситчатой колонны выпол-ся аналогично расчету тарель-й.Для насадочной колонны вместо кол-ва тарелок приним-ся величина число единиц переноса.








































Насадочные колонны, внутреннее устройство, типы насадок.
Насадочные ректификационные колонны по устройству принципиально не отличаются от абсорберов. Насад-ые абс-ры получили наибольшее примен-е в пром-ти. Они представл-т собой колонны, заполнен-е насадкой – твёрдыми телами различной формы. В насад-ой колонне 1 насадка 3 уклад-ся на опорные кольца 4, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока ж-ти, которая орошается распределителем 2 и стекает по поверх-ти насадочных тел в виде тонкой плёнки вниз. Однако равномерного распред-я ж-ти по всей высоте насадки по сечению колонны нет, что объясняется пристеночным эффектом, т.е. ж-ть растек-ся от центр-ой части кол-ны к её стенкам. Поэтому часто насадку в кол-ну загружают секциями высотой 4-5 диаметров, а между секциями устан-ют перераспред-ли ж-ти 5, кот-е направл-т ж-ть к оси колонны. В ректиф-ой колонне снизу движ-ся пары, сверху подается ж-ть, представл-ая собой чистый НК (низкокип-й компон-т). При их взаимод-ии происходят частичная конденс-я и частич-ое испар-ие ж-ти (флегмы), за счёт теплоты конденсации. При этом из пара конд-ся ВК (высококип-й комп-т), а из флегмы испар-ся НК. Таким образом, флегма обогащ-ся ВК, а пары – НК, т.е. выходящий из колонны пар состоит почти целиком из НК. Его конд-ют в теплооб-ке. Часть конд-та в виде флегмы идёт на орошение колонны, др-ю часть отбирают, как готовый прод-т. Отличие от абсорб-в: все ректиф. кол-ы для снижения потерь теплоты покрывают тепловой изоляцией. Основной отличительной особенностью ректиф-х колонн явл-ся то, что они должны быть снабжены теплообменной аппаратурой (кипятил-ом, подогревателем, конденсатором-дефлегматором, холодильниками дистиллята и кубового остатка). Обычно дефлегматор устан-ют выше верха колонны (а), для того чтобы флегма стекала в дефлегматор самотёком. Если высота колонны велика, то для удобства её обслуживания и снижения высоты здания дефлег-р устан-ют ниже верха колонны (б). В этом случае для подачи флегмы на орошение необходима установка дополнительного насоса. Иногда дефлег-р встраивают в верху колонны (в). При этом из колонны выходят пары в колич-ве, равном кол-ву дистиллята. Для образования восходящего по колонне потока пара исп-ют кипятильники, которые встраив-ся внутрь колонны или делаю выносными. Последние на практике встречаются чаще, т.к. легче ремонт и замена кипятильника. Такие кипят-ки обычно устан-ся ниже колонны для улучшения естественной циркуляции кубовой жид-ти. В химич. промыш-ти особое значение при выборе насадки имеют следующие факторы: малое гидравлическое сопротивление абсорбера, возможность устойчивой работы присильно изменяющихся нагрузках,возможность быстро и дешево удалять с поверх-ти насадки отлагающийся шлам. Таким требованиям отвечают широко используемые деревянная хордовая и металич.спираль. насадки. Хордовая насадка выпол-ся из деревянных брусьев, расположен-х правильными ребрами друг над другом. Кольцевая насадка состоит из керамич. или стальных цилиндров, загружаемых в ап-т правиль-ми рядами или нет (кольца Рашига). Фасон-ю насадку выпол-ют в виде керамич. седел, цилиндров с перегородками, пропеллеров, загружаемых в ап-т обычно навалом. Спираль. и ситчатую насадки выпол-ют из металич. ленты и загруж-ют в ап-т правиль-ми рядами.










































Устройство адсорберов и схемы адсорбционных установок.
Процессы адсорбции могут проводиться периодически (в аппаратах с неподвижным слоем адсорбента) и непрерывно в аппаратах с движущимся или кипящим слоем адсорбента, а также в аппаратах с неподвижным слоем в установке из двух или большего числа адсорберов, в которых отдельные стадии процесса протекают не одновременно. Адсорберы периодического действия с неподвижным слоем адсорбента: а вертикальный; б горизонтальный; в кольцевой. 1 корпус; 2 штуцер для подачи паро-газовой смеси (при адсорбции); 3 штуцер для отвода отработанного газа (пара с адсорбтивом); 4барботер для подачи острого пара при десорбции; 5 штуцер для отвода паров при десорбции; 6 штуцер для отвода конденсата; 7 люки для загрузки адсорбента; 8 люки для выгрузки поглотителя; 9 и 10 внутренняя внешняя цилиндрические решетки. Исх-ая газ-ая смесь проходит через слой ад-тс сверху вниз. При десорбции водяным паром его подают через нижний штуцер, конденсат отводят через штуцер в днище, а пар вместе с десорбированным вещ-ом уходит через штуцер в крышке. Загрузка и выгрузка адсорбента производится через люки 7 и 8. вертик-е адс-ры прим-т при малой и средней производ-ти. Для больших объёмов газа (
· 30000 м3/ч и выше) прим-ют горизонт-е и кольцевые адс-ры. Несмотря на периодичность работы ап-ов с неподвиж-м слоем, адсорб-е уст-ки раб-ют непрерывно, а них вкл-т неск-о адс-ов, причём их число опр-ся в соответ-ии с продолж-ю адсорбц-но – десорбционного цикла. Схема рекуперативной уст-и: исх-ую газ-ю смесь подают в адс-р 1, заполненный активным углем. После насыщения слоя в адс-ре 1 его переключают на стадию десорбции, а исх-ю смесь напр-ют в адс-р 2. Адсорбент регенерир-ют острым динамическим вод-м паром, подаваемым в ниж-ю часть адс-ра. Динам-й пар уносит пары адсорбата в конденсатор 3. конд-т адсорбата в смеси с водой идёт далее на разделение. Сушку адс-та произв-ят горячим воздухом, подаваемым в адс-р через колорифер 4. охл-бт адс-т атмосф-м возд-ом, подаваемым по обводной линии. Число стадий цикла работы адсорбц-ой устан-и может сост-ть четыре (адсорбция, десорбция, сушка, охлажд-е), три (адсорбция, десорбция, сушка или охлажд-е) или две (адсорбция, десорбция). Двухстадийными явл-ся короткоцикловые безнагревные адсорбц-ые уст-ки, служащие для очистки и разделения газов. Газ-ая смесь поступает под небольшим давлением в адс-р 1, где в течение неск-их минут происх-т преимущ-ая адс-ия одного из комп-ов. после этого из адс-ра 1 под вакуумом десорбируют и откачивают поглощённый компонент, в то время как адсорбер 2 работает на стадии адсорбции. Короткоцикл-е адс-ые уст-и компактны и не энергоёмки, т.к. нет подвода тепла при десорбции.
Адс-ры с псевдоожиж-ым слоем адс-та не такие громоздкие и более легки в автоматизации. Внедрение их в пром-ть сдерж-ся из-за недостат-ой прочности адсорбентов, подвергающихся в псевдоожиж-ом и движущемся слоях интесивному измельчению. Ап-ты с псевдоож-ым слоем адс-а для снижения продольного перемеш-я секционированы по высоте. Многоступенчатый адс-р с псевдоож-ым слоем сост-т из ряда секий, располож-ых в цилиндрич-ом корпусе. Секции разделены распред-ми решётками 1. Адсорбент входит в ап-т через верхнюю трубу 3 и далее по переточным трубам 2 движ-ся противотоком по отношению к сплошной фазе, подаваемой снизу и отводимой сверху. Отвод тв-ой фазы из ап-та производ-ся с помощью затвора-регулятора 6. Отработанный газ отводится через штуцер 5.
Однокамерный адсорбер с кипящим слоем адсорбента: 1-корпус аппарата; 2-циклонное устройство.





















Фильтры для жидких систем, классификация, особенности устройства.
Фильтры подразделяют 1) по характеру протекания процесса – периодич. и непрерыв; 2) по движущей силе – под вакуумом, под давлением или при гидростатическом давлении столба жид-ти; 3) по направлению фильтрования – вниз, вверх или вбок; 4 ) по конструкции – с криволинейным фильтрующим элементом, с плоским элементом, насыпные. Материалы фильтров: 1) бязь, парусина, сукно, шелк, асбест, бумага, картон, металич. сетки; 2) для насыпных: песок, кокс, уголь, целлюлоза; 3) для ультратонкой фильтрации: коллоидные пленки и мембраны, изготовленные из нитроцеллюлозы. Конструкции фильтров. Фильтры непрерывного действия: барабанные, дисковые и ленточные. Барабанные исп-ют для разделения суспензий, быстро образующих осадок. Дисковые – для фильтрования суспензий с невысокой скоростью осаждения тв. фазы. Ленточный фильтр-пресс. Рамный фильтр-пресс. Барабанный вакуум-фильтр. Основные закономерности фильтрации. Ур-е Пуазеля.V= (
··r4·p·
··n·F)/8Ml (м3), где r-радиус капилляра, p-давление(кг/м2),
·-время фильтрации(мин), n-число капилляров на единицу поверхности (1/м2), F-площадь фильтр. поверхности (м2), M-абсолютная вязкость (кг*мин/м2), l-длина капилляров (м).Скорость фильтрации w = 1dV/Fd
· =
··r4·p·n/8Ml (м/мин). При этом l=
·*h,где
· - коэф-т извилистости капилляра, h-толщина капилляра. Эквивалентная толщина фильтра (реальный фильтр работает со слоем осадка на своей поверхности) hэкв=с*Vо/F*
·c (м), где с-кол-во отложений на фильтре (м), Vо-условный объем, занимаемый слоем осадка (м3),
·c-плотность абсолютно сухого осадка (кг/м3), F-площадь (м2). Ур-е мат-го баланса фильтрации. Gсусп=Gф+Gмокр осадка, где Gмокр.ос=Gсух.остатка/с2; c2-концентрация сухих вещ-в в мокром осадке.

Трубопроводы, классификация, особенности устройства.
Технолог-ие трубопроводы работают под давлением и на них распростр-ся правила технич-ой безопасности Госгортехнадзора. Область распростр-ия правил Госгортехнадзора: стальные технолог-ие трубопр-ы, предназ-ие для транспорт-и газообраз-х, парообраз-х и жид-х сред. В диапазоне остат-го давл-я от 0,001 МПа (вакуум) до 320 МПа. Темп-ра эксплуат-ии от – 196 до 700 °С. Отрасли пром-ти, в кот-х дейст-ют эти правила: хим-ая, нефтехим-ая, нефтеперераб-ая, газоперераб-ая и др. На все технолог-е трубопр-ы оформл-ся паспорта, куда вносятся сведения о технологии изгот-ия, данные по контролю изгот-го трубопр-да, указ-ся эксплуат-ые парам-ры и категории трубопр-ов, указ-ся срок службы. В процессе эксплуат-ии в паспорт вносятся сведения по периодич-му освидетельствованию (испытанию), по ремонту и реконструкции. Кроме того в паспорт вносятся свед-ия о корроз-ой агрессивности продуктов среды: среда агрес-ая и малоагрес-ая – скор-ть кор-ии меньше 0,1 мм/год; среднеагрес-ая среда – скор. кор-и 0,1 – 0,5 мм/год; высокоагрес-ая среда > 0,5 мм/год. Требования к материалу трубопр-ов: марки использ-х сталей оговорены в правилах Госгортехнадзора. Классификация трубопроводов: 1. Газопроводы (в соответ-ии со СНиПами) для природ-го газа; 2. Технологич-е трубопр-ы подведомственные Госгортехнадзору; 3. Трубопр-ы неподведомст-е Госгортехнадзору. Все трубопр-ы делятся на группы (А, Б, В) и категории (I – V). А. В-ва с токсичным дейст-ем классов 1, 2: чрезвычайно опасные и высокоопасные в-ва; умеренно опасные в-ва, класс 3. Б. Взрыво- и пожароопас-е в-ва: горючие газы (в том числе сжиженные); легковоспламеняющиеся ж-ти; горючие ж-ти. В. Трудно горючие и негорючие в-ва. Особенности: особенности монтажа и эксплуатации зависят от соединения трубопр-ов, которые бывают разъёмные и неразъёмные. Неразъём-е соед-я выполнены с помощью сварки. В качестве сварки исп-ся те способы сварки плавлением, кот-ые обеспеч-ют равнопрочность сварных соед-ий сварному металлу. При выполнении ответвлений трубопр-ов исп-ся спец-ые форсунные изделия (тройники, отводы и т.д.). Пересечение сварных швов не допускается. Все сварные соед-ия проходят обязат-ый контроль сплошности неразрушающим методом. В качестве таких методов исп-ся ультразвуковой и радиографический контроль. Объёмы контроля оговорены в правилах. Разъёмные соед-ия трубопр-ов. В технолог-их трубопр-ах исп-ся фланцевые соед-ия. Тип использ-ых фланц-х соед-й зависит от категории трубопр-а. . 1). Гладкий фланец. Р
· 2,5 МПа. Дост-во: простота. Недост: треб-ся высокая прочность. 2). Фланцевое соед-ие с линзовой прокладкой. Р
· 6,3 МПа. Недост: более высокая степнь изгот-ия линзы. 3) Соединение по типу ШИП – ПАЗ. Р – не ограничено.

































Оборудование для измельчения твердых материалов.
Примером оборудования для измельчения твердых материалов могут быть щековая и валковая дробилки. Схема щековой дробилки с верхним подвесом щеки. Основные достоинства щековых дробилок: простота и надежность конструкции, широкая область применения (для дробления крупнокусковых материалов большой твердости существуют, например, дробилки с размерами загрузочного отверстия 2135 х 3150 мм), компактность и легкость обслуживания.
1 – неподвижная щека; 2 – подвижная щека; 3 – приводной эксцентриковый вал; 4 – распорные плиты; 5 – измельч-й кусок. При вращении 3 происх-т движ-ие 4 (вниз), зазор увел-ся, при обратном ходе кулачка происх-т сжатие.
· (угол трения) не может быть больше, т.к. может произойти выталкивание материала.
· меньше или = 32 градуса. Fтр=f·P, f –коэф. трения. Объём перераб-го материала за 1 ход. V=B·F, где B – длина загрузочного отверстия, F – площадь трапеции. Производительность Q=60·n·V·
·, где n – число оборотов привода в мин;
·- коэф. разрыхления материала (0,3 -0,65); N = cAB – мощность, с=80,А,В-длина, ширина отверстия.
Валковая дробилка (исп-ся для среднего дробл-я).
Исходный материал поступает в валковую дробилку, затягивается парой вращающихся навстречу друг другу гладких цилиндрических валков 1, 2 в зазор между ними и дробится в основном путем раздавливания. Валки размещены на подшипниках в корпусе 3, причем валок 1 вращается в неподвижно установленных подшипниках, а валок 2 в скользящих подшипниках, которые удерживаются в заданном положении (в зависимости от требуемой ширины зазора) с помощью пружины 4. При попадании в дробилку постороннего предмета чрезмерной твердости подвижный валок отходит от неподвижного и предмет выпадает из дробилки. Угол захвата. Наибольший размер кусков измельчаемого в валковой дробилке материала зависит от диаметра валков и зазора между ними. Угол захвата
·
·2
·-угол трения, образованный касательными к поверхности валков в точках соприкосновения с куском дробимого материала, не должен превышать 30°. Соответственно диаметр гладких валков должен быть приблизительно в 20 раз больше диаметра максимального куска дробимого материала.

Организация ремонта оборудования и трубопроводов.
Ремонт основных типов химического оборудования. Виды ремонта: 1. аварийно-восстановительный; 2. планово-предупредительный. Аварийно-восстановительный ремонт выполняется в случае неожиданного выхода из строя, ввиду поломки и др-х факторов. Планово-предупред-й ремонт проводится с целью поддерж-я оборуд-я в работоспособном строе и с целью искл-я аварийных сит-ий. Общее содержание ремонта предполаг-т выполнение след-х этапов: 1. вывод оборуд-я из эксплуат-ии: отключение; дренирование и удаление остатков прод-та реакции. 2. разборка и резка оборуд-я. 3. диффектовка оборуд-я. 4. опред-е объёмов ремонт-х работ. 5. собственно сам ремонт. 6. испытание оборуд-я после ремонта. 7. пуск в эксплуатацию. Основные технологии ремонта: 1) Разборка механич-го крепежа. Для раскруч-ия резбовых соед-ий могут приниматься пневматич, гидрав-ие и механ-ие гайковерты; 2) Разборка крепежа с использованием термич. обработки. Допускаются в том случае, когда весь крепёж подлежит замене; 3) Резка металлоконструкции: а) механическая (используется абразивные круги); б) кислородная (ис-ся для низкоуглерод-х сталей. С увелич-ем содерж-ия углер-а в стали кислородная резка ухудш-ся); в) плазменно-дуговая (ис-ся для легир-ых и нерж-их сталей); г) електроразионная (можно резать любые металлы,необходимо следить чтобы тем-ра ванны не достигала 80 °С ( если керосин)). Где треб-ся работа с баллонами необходимо соблюдать осторожность. Особенности монтажа и эксплуатации зависят от соединения трубопр-ов, которые бывают разъёмные и неразъёмные. Неразъём-е соед-я выполнены с помощью сварки. В качестве сварки исп-ся те способы сварки плавлением, кот-ые обеспеч-ют равнопрочность сварных соед-ий сварному металлу. При выполнении ответвлений трубопр-ов исп-ся спец-ые форсунные изделия (тройники, отводы и т.д.). Пересечение сварных швов не допускается. Все сварные соед-ия проходят обязат-ый контроль сплошности неразрушающим методом. В качестве таких методов исп-ся ультразвуковой и радиографический контроль. Объёмы контроля оговорены в правилах. Разъёмные соед-ия трубопр-ов. В технолог-их трубопр-ах исп-ся фланцевые соед-ия. Тип использ-ых фланц-х соед-й зависит от категории трубопр-а. 1). Гладкий фланец. Р
· 2,5 МПа. Дост-во: простота. Недост: треб-ся высокая прочность. 2). Фланцевое соед-ие с линзовой прокладкой. Р
· 6,3 МПа. Недост: более высокая степнь изгот-ия линзы. 3) Соединение по типу ШИП – ПАЗ. Р – не ограничено.







































9. Оборудование для измельчения твердых материалов.
Примером оборудования для измельчения твердых материалов могут быть щековая и валковая дробилки. Схема щековой дробилки с верхним подвесом щеки. Основные достоинства щековых дробилок: простота и надежность конструкции, широкая область применения (для дробления крупнокусковых материалов большой твердости существуют, например, дробилки с размерами загрузочного отверстия 2135 х 3150 мм), компактность и легкость обслуживания.
1 – неподвижная щека; 2 – подвижная щека; 3 – приводной эксцентриковый вал; 4 – распорные плиты; 5 – измельч-й кусок. При вращении 3 происх-т движ-ие 4 (вниз), зазор увел-ся, при обратном ходе кулачка происх-т сжатие.
· (угол трения) не может быть больше, т.к. может произойти выталкивание материала.
· меньше или = 32 градуса. Fтр=f·P, f –коэф. трения. Объём перераб-го материала за 1 ход. V=B·F, где B – длина загрузочного отверстия, F – площадь трапеции. Производительность Q=60·n·V·
·, где n – число оборотов привода в мин;
·- коэф. разрыхления материала (0,3 -0,65); N = cAB – мощность, с=80,А,В-длина, ширина отверстия.
Валковая дробилка (исп-ся для среднего дробл-я).
Исходный материал поступает в валковую дробилку, затягивается парой вращающихся навстречу друг другу гладких цилиндрических валков 1, 2 в зазор между ними и дробится в основном путем раздавливания. Валки размещены на подшипниках в корпусе 3, причем валок 1 вращается в неподвижно установленных подшипниках, а валок 2 в скользящих подшипниках, которые удерживаются в заданном положении (в зависимости от требуемой ширины зазора) с помощью пружины 4. При попадании в дробилку постороннего предмета чрезмерной твердости подвижный валок отходит от неподвижного и предмет выпадает из дробилки. Угол захвата. Наибольший размер кусков измельчаемого в валковой дробилке материала зависит от диаметра валков и зазора между ними. Угол захвата
·
·2
·-угол трения, образованный касательными к поверхности валков в точках соприкосновения с куском дробимого материала, не должен превышать 30°. Соответственно диаметр гладких валков должен быть приблизительно в 20 раз больше диаметра максимального куска дробимого материала.

10. Организация ремонта оборудования и трубопроводов.
Ремонт основных типов химического оборудования. Виды ремонта: 1. аварийно-восстановительный; 2. планово-предупредительный. Аварийно-восстановительный ремонт выполняется в случае неожиданного выхода из строя, ввиду поломки и др-х факторов. Планово-предупред-й ремонт проводится с целью поддерж-я оборуд-я в работоспособном строе и с целью искл-я аварийных сит-ий. Общее содержание ремонта предполаг-т выполнение след-х этапов: 1. вывод оборуд-я из эксплуат-ии: отключение; дренирование и удаление остатков прод-та реакции. 2. разборка и резка оборуд-я. 3. диффектовка оборуд-я. 4. опред-е объёмов ремонт-х работ. 5. собственно сам ремонт. 6. испытание оборуд-я после ремонта. 7. пуск в эксплуатацию. Основные технологии ремонта: 1) Разборка механич-го крепежа. Для раскруч-ия резбовых соед-ий могут приниматься пневматич, гидрав-ие и механ-ие гайковерты; 2) Разборка крепежа с использованием термич. обработки. Допускаются в том случае, когда весь крепёж подлежит замене; 3) Резка металлоконструкции: а) механическая (используется абразивные круги); б) кислородная (ис-ся для низкоуглерод-х сталей. С увелич-ем содерж-ия углер-а в стали кислородная резка ухудш-ся); в) плазменно-дуговая (ис-ся для легир-ых и нерж-их сталей); г) електроразионная (можно резать любые металлы,необходимо следить чтобы тем-ра ванны не достигала 80 °С ( если керосин)). Где треб-ся работа с баллонами необходимо соблюдать осторожность. Особенности монтажа и эксплуатации зависят от соединения трубопр-ов, которые бывают разъёмные и неразъёмные. Неразъём-е соед-я выполнены с помощью сварки. В качестве сварки исп-ся те способы сварки плавлением, кот-ые обеспеч-ют равнопрочность сварных соед-ий сварному металлу. При выполнении ответвлений трубопр-ов исп-ся спец-ые форсунные изделия (тройники, отводы и т.д.). Пересечение сварных швов не допускается. Все сварные соед-ия проходят обязат-ый контроль сплошности неразрушающим методом. В качестве таких методов исп-ся ультразвуковой и радиографический контроль. Объёмы контроля оговорены в правилах. Разъёмные соед-ия трубопр-ов. В технолог-их трубопр-ах исп-ся фланцевые соед-ия. Тип использ-ых фланц-х соед-й зависит от категории трубопр-а. 1). Гладкий фланец. Р
· 2,5 МПа. Дост-во: простота. Недост: треб-ся высокая прочность. 2). Фланцевое соед-ие с линзовой прокладкой. Р
· 6,3 МПа. Недост: более высокая степнь изгот-ия линзы. 3) Соединение по типу ШИП – ПАЗ. Р – не ограничено.
15

Приложенные файлы

  • doc 23699646
    Размер файла: 635 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий