ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ РЕАКЦИОННЫХ АППАРАТОВ

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗМЕРОВ РЕАКЦИОННЫХ АППАРАТОВ

Аппараты периодического действия. При расчете таких аппаратов заданы производительность аппаратуры V в единицу времени (например, в сутки V_c) и период процесса D t , который складывается из продолжительности процесса t и времени, затрачиваемого на загрузку, выгрузку и другие вспомогательные операции.

Выбрав период процесса D t , легко определить число операций b , которое может быть проведено в сутки в одном аппарате. Выражая D t в часах, получим соотношение:

(2.1)

Число операций, которое должно быть проведено в течение суток для обеспечения заданной производительности, составляет:

(2.2)

где V_p - рабочий объем аппарата.

Из уравнений (2.1) и (2.2) можно вывести следующую формулу:

(2.3)

где n - число аппаратов.

Задаваясь рабочим объемом аппарата V_p, можно по уравнению (2.3) определить число аппаратов, вычислить рабочий объем аппарата.

Если целесообразна установка одного аппарата, т.е. если n=1, то из уравнения (2.3) можно непосредственно определить рабочий объем аппарата:

(2.4)

Число операций (партий) в сутки a рекомендуется сохранять постоянным во всех стадиях производства, так как это облегчает контроль процесса и учет расходуемого сырья. Если число партий постоянно по всему производственному процессу, то при получении на одной из стадии недоброкачественного продукта исключается возможность смешения испорченной партии с качественными. Кроме того, отпадает необходимость дальнейшего отмеривания и взвешивания промежуточных продуктов, которое требуется в случае дробления или укрупнения партий на последующих стадиях переработки.

Выбирая число устанавливаемых аппаратов, следует учитывать, что применение большого количества малопроизводительных аппаратов приводит к увеличению числа операций загрузки и выгрузки, числа точек контроля и объектов наблюдения и к увеличению фронта обслуживания аппаратов, площади и объема производственного сооружения. При установке аппаратов большой производительности эти недостатки устраняются, но усложняется некоторые монтажные и строительные работы, вследствие увеличения размеров оборудования, а также усложняется его демонтаж.

Как правило, установка меньшего числа высокопроизводительных аппаратов целесообразна в подавляющем большинстве случаев. Почти всегда при этом значительно сокращаются капитальные затраты и уменьшаются эксплуатационные расходы. Все же при выборе числа аппаратов необходимо учитывать все рассмотренные выше факторы и ориентироваться на выбор типового оборудования.

При определении продолжительности работы аппаратов в течение суток и в течение года следует иметь в виду, что в производствах органических полупродуктов, как правило, цехи работают круглосуточно и без остановок в выходные дни. С учетом затрат времени на капитальный ремонт продолжительность работы аппаратов должна составлять 330 суток в течение года.

При выборе числа устанавливаемых аппаратов должен учитываться запас производительности, компенсирующий простой оборудования по различным причинам (текущий ремонт аппаратов, зданий, коммуникаций, контрольно-измерительных приборов и пр.). Практически для различных типов аппаратуры принимают следующий запас производительности (в %):

Чаны, сборники и прочие простые и легко ремонтируемые аппараты::...::..5-10

Сульфураторы, нитраторы, хлораторы и другие реакционные аппараты, работающие без давления и при относительно низких температурах:::::::...:..10-51

Центрифуги, автоклавы, плавильные котлы и другие аппараты, имеющие быстро движущиеся детали и работающие при высоком давлении или в жестких температурных условиях::::::::::::::::::::.::15-20

Отметим также, что коэффициент заполнения аппаратов реакционной массой должен быть всегда меньше единицы, иначе возможны выбросы из аппаратов, например, при размешивании или вспенивании. Обычно коэффициенты заполнения аппаратов принимаются в следующих пределах:

Хранилища, мерники и другие подобные аппараты:..:::::.::::0.85-0.90

Сульфураторы, нитраторы и другие аппараты с мешалками::::::..:0.75-0.80

Аппараты, в которых протекают процессы с большим пенообразованием:...0.40-0.60

С учетом производительности z, выражаемого в сотых долях единицы, уравнение (2.3) примет следующий вид:

(2.5)

Рабочий объем аппарата V_pсоответственно будет равен полному объему аппарата V_a, умноженному на коэффициент заполнения аппарата j . Отсюда:

(2.6)

Из этого уравнения можно также найти объем аппарата V_a, если предварительно задаться числом аппаратов n:

(2.7)

Приведенный выше общий метод в принципе применим к подавляющему большинству расчетов реакционных аппаратов, используемых в промышленности органических полупродуктов. Уравнения (2.6) и (2.7) пригодны для расчетов аппаратов периодического и непрерывного действия.

Смотрите дополнительную информацию