Процеси, апарати и машини в химическата промишленост -

Преглед на основните процеси, апарати и машини в химическата промишленост

Познаването на основните процеси, апарати и машини в химическата промишленост позволява: 1 – В съществуващите производства и инсталации да се намира оптималният технологичен режим и да се работи с него, като същевременно се подобрява качеството на продукцията. 2 – При проектирането на нови производства и инсталации да се подбират най-подходящите технологични схеми и типове апарати. 3 – При научна работа да се установяват бързо връзките между отделните фактори, които определят протичането на един процес, и бързо и сигурно да се внедряват резултатите от лабораторните изследвания в производството.

Класификация на технологичните процеси в химическата промишленост

В химичната индустрия няма общоприета класификация на технологичните процеси. Тук е удобно те да се подредят въз основа на законите, на които се подчиняват, и въз основа на начина на провеждането им.

Въз основа на законите, на които се подчиняват, технологичните процеси биват:

Механични процеси – в основата им лежат законите на механиката. Те са свързани с обработката и транспорта на твърдите материали.
Хидро-механични процеси, които се подчиняват на законите на хидромеханиката. Тук спада преместването на флуидите и разделянето на течни и газови нееднородни смеси.
Топлинни процеси, които се управляват от законите на учението за топлообмена. Тук спадат нагряването, охлаждането, изпаряването и пр.
Дифузионни процеси. Това са технологични процеси, при които имаме пренасяне на маси вещество от една фаза в друга. Тук спадат едни от най-важните технологични процеси, като дестилацията, абсорбцията, екстракцията, кристализацията и пр.
Хладилни процеси, които се използват за получаване на студ.
Химични процеси, свързани с химичната промяна на веществото.

Видове процеси в химическата промишленост според начина на провеждане

Според начина на провеждане процесите биват периодични, непрекъснати и комбинирани. Отделните стадии (операции) на периодичните процеси се извършват в различно време, но на едно и също място. Например периодичното филтруване се състои от следните операции: напълване на филтъра, филтруване, промиване на утайката, подсушаване на утайката, изваждане на утайката и почистване на филтъра за ново филтруване. Характерното за него е, че всички тези операции се извършват в един и същи апарат последователно.

За извършването на периодичните процеси е необходим много труд, те трудно се механизират и автоматизират и дават продукция с различно качество. Тези процеси са характерни за малките производства.

При непрекъснатите процеси суровината се подава непрекъснато, отделните стадии на процеса се извършват едновременно в различни части на апарата или машината, като готовият продукт също се изважда непрекъснато. Така при непрекъснатото филтруване например на лентов филтър материалът непрекъснато се подава на лентата, която, движейки се последователно, преминава през зоните на филтруване, промиване, подсушаване, снемане на утайката от лентата и почистването й. По тоя начин в едно и също време на отделни места от лентата се извършват отделните операции. Това дава възможност апаратите и машините да имат голяма производителност, да се механизират и автоматизират, което облекчава труда и хигиенизира условията на работа с тях и дава възможност съоръженията да бъдат по-компактни и да се получават продукти с постоянни и високи качества. Затова стремежът в съвременната технология е процесите да са непрекъснати.

Комбинираните процеси заемат средно място между горните два. Една част от операциите в тях се води непрекъснато, а друга -периодично. Например при филтруването инсталацията може да се направи така, че филтратът да се изважда непрекъснато, а утайката -периодично. Те имат предимствата и недостатъците и на двете групи процеси.

Видове апарати и машини за химическата промишленост

Апаратите са съоръжения без движещи се елементи, в които се извършват технологичните процеси или отделни операции от тях. Ако случайно имат движещ се елемент, той не е от решително значение за основния процес. Апарати са топлообменниците, изпарителите, дестилационните колони, абсорбционните и екстракционните колони, абсорберите. От тази гледна точка апарат е и автоклавът с бъркалка, понеже основното му предназначение е да осъществява процес под налягане и нагряване. Бъркалката улеснява процеса, но не го определя.

Машините са съоръжения, в които основният процес се осъществява от движещ се елемент. Без него те не могат да изпълняват предназначението си. Машини са помпите, компресорите, центрофугите и различните смесителни и разбъркващи машини.

Общоприета класификация на апаратите и машините в химичната технология няма. Условно може да се разделят въз основа на:

процесите, които се извършват в тях
начина на провеждането на тези процеси
изготвянето им от апаратостроителните и машиностроителните заводи

Стандартни и недстандартни машини и апарати

Последното деление е особено важно при проектирането и направата на апаратите, машините и инсталациите. Апаратите и машините биват стандартни и нестандартни.

Стандартните апарати и машини се произвеждат от апаратостроителните и машиностроителните заводи с определени размери. У нас размерите на стандартните апарати и машини се дават от Българския държавен стандарт – БДС. За онези машини и апарати, за които още не е въведен български стандарт, използваме европейски, американски и международни стандарти. По този начин апаратите и машините може да се проектират целесъобразно и икономично, да се правят с по-малко труд и с по-голяма икономия на материали, удобно да се експлоатират и да се заменят изцяло или отчасти при износване.

Изчисляването и изборът на такива апарати и машини става по-лесно. Достатъчно е да изчислим основните им показатели, като производителност и мощност, да се спрем на някои основни размери и да прегледаме каталозите на съответния производител, за да изберем най-подходящия апарат или машина. Повечето от основните апарати и машини са стандартизирани. Най-често това са помпи, компресори, центрофуги, повечето от топлообменниците, изпарителните апарати, някои ректификационни и абсорбционни колони, кристализаторите и пр.

p style=“text-align: justify;“>Изчисляването на нестандартните апарати е по-сложно. Тук освен основните показатели трябва да се изчислят подробно отделни възли и съществени елементи. В много случаи са нужни и някои якостни изчисления. Нестандартни апарати са колоните с пълнеж, които се използват като прахоуловителни, сушилни, ректификационни, абсорбционни и екстракционни колони.