Основы проектирования химических установок - Альперт Л.3.
ISBN 5-06-000508-9
Скачать (прямая ссылка):
* Для сосудов и аппаратов, подлежащих внутренней антикоррозионной защите неметаллическими материалами, размеры люков и лазов устанавливаются в соответствии с ГОСТ 3016—79.
f 2.1. ОБЩИЕ НАПРАВЛЕНИЯ
В ПРОЕКТИРОВАНИИ ХИМИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
При создании современного химического оборудования общими направлениями в химическом машиностроении являются унификация, интенсификация, повышение надежности, эргономика, укрупнение.
Унификация. Оборудование для проведения современных химико-технологических процессов чрезвычайно разнообразно, однако для одних и тех же целей в различных отраслях химической промышленности можно применять аналогичные (сходные) по конструкции аппараты и машины. Это дает возможность унифицировать не только отдельные сборочные единицы и детали, но и ряд аппаратов и машин, например газоочистное и пылеулавливающее оборудование (см. гл. 3), насосы и машины для сжатия газов (см. гл. 7) и др.
Введение унификации химического оборудования облегчает проектирование, изготовление и эксплуатацию аппаратов и машин и повышает эффективность их использования. Так, унификация теплообменных аппаратов химических производств дает возможность снизить затраты на техническое обслуживание, ремонт и замену аппаратов, сократить время аварийных простоев и ремонта, усовершенствовать организацию и внедрение прогрессивных методов проведения ремонтных работ, уменьшить запасы и отходы деталей и материалов, сократить численность ремонтного персонала.
В настоящее время типоразмерные и параметрические ряды важнейших видов машин и оборудования химических производств регламентированы ГОСТами, что позволило резко сократить количество типоразмеров оборудования и одновременно увеличить серийность его выпуска.
ГОСТами установлены ряды давлений, емкостей, диаметров сосудов и аппаратов (см. § 6.1): типы и размеры сосудов и аппаратов стальных сварных, чугунных аппаратов, чугунных эмалированных, медных, стальных высокого давления. На ряд конструкций машинного и немашинного оборудования, применяемого во многих химических производствах, разработаны государственные и отраслевые стандарты.
Перечень действующих ГОСТов на ряд основного технологического оборудования приведен в приложении П2. Рис. 8.1. Герметич- Интенсификация. Увеличение масштабов иый аппарат для химических производств требует резкого по-^^SSSSJSSSSSi вышения интенсивности и эффективности слое производственного оборудования. В большин-
стає случаев это достигается путем интенсификации технологических процессов за счет применения более высоких давлений и повышенных температур, увеличения скоростей, реализации более активных катализаторов и их рационального использования, улучшения гидравлических режимов в аппаратах и т. п. Так, освоенные отечественной промышленностью процессы синтеза аммиака, метанола, карбамида, бутиловых спиртов и другие осуществляются с помощью аппаратов, работающих при давлении до 32 МПа. Производство полиэтилена проводится при давлении 500—700 МПа.
Интенсификации химического производства способствует применение принципиально новых технологий, основанных на тонких физических и химических процессах — плазменных, импульсных, мембранных, радиационных, электронно-лучевых и др. (см. § 2.4 и 3.4).
Плазменная технология дает возможность сложные химические реакции, требующие высоких давлений, температур и длительных сроков, осуществлять за считанное время (см. § 3.3).
Импульсная технология используется, например, в установке для тонкого измельчения промышленных материалов (химических реактивов, катализаторов и др.) с широким диапазоном их физико-механических свойств (см. § 2.4) и в рукавном фильтре для вакуумных систем (см. § 3.1).
Мембранная технология применяется в промышленном газоразделении (для обогащения воздуха кислородом, для обогащения воздуха азотом, в частности для создания защитной азотной среды и др.), а также при производстве хлора и каустической соды (см. § 3.4). Для оснащения новых производств, а также реконструируемых производств, работающих по ртутному методу, применяют мембранный биполярный электролизер, конструкция которого отличается высокой компактностью и обеспечивает легкость сборки и разборки.
Ультразвуковое воздействие применено в акустическом фильтре, предназначенном для фильтрации систем «жидкость — твердое тело> с улавливанием частиц размером 20—30 мкм и более крупных, а также в газожидкостном реакторе для непрерывного синтеза поликарбонатов [20].
Аппарат, принцип работы которого основан на воздействии вращающегося электромагнитного поля на ферромагнитные частицы, изображен на рис. 2.1. Он состоит из реакционной емкости У, выполненной из немагнитного материала в виде цилиндрической трубы. В корпусе 2, закрепленном на стойке 3, расположен генератор вращающегося электромагнитного поля. На передней стенке стойки расположен пульт управления. В реакционную емкость помещают некоторое количество ферромагнитных частиц, которые под действием электромагнитного поля совершают сложное движение, образуя своеобразный псевдоожиженный (кипящий) слой. Газообразные, жидкие или твердые компоненты свободно
