Херсон 2012 5 страница

л

(25)

л

(26)

Формули 25 та 26 застосовують у разі С_роб. дорівнює С_жив.

де М_заг - добові чи змінні витрати хімікату, кг;

С_жив. - концентрація робочого розчину хімікату, що готується, г/л;

С_роб. - концентрація робочого розчину хімікату, що готується, г/л;

К - коефіцієнт заповнення реактора (К = 0,9);

N кількість порцій (циклів) приготування розчину за зміну чи добу.

Вибирають стандартний робочий бак V_{б.робоч}, бак-змішувач V_{б.зміш..} чи реактор V_{реактора} для приготування необхідних розчинів з урахуванням їх оборотності.

Робочі та живильні технологічні розчини готують із концентрованих розчинів, які приймають зі складу хімікатів текстильного підприємства чи з концентрованих розчинів, приготованих на хімстанції даного цеху. Необхідні об"єми концентрованих розчинів подають самопливом із баків для їх зберігання з допомогою мірників та вакуум-мірників (для пероксиду водню та пахучих речовин) чи іншим способом дозування.

Місткість мірників V_мірн та вакуум-мірників V_в.мірн для приготування живильних чи робочих розчинів хімічних матеріалів розраховують за формулами (27) (27):

л	(27)
л	(28)

де Сжив. - концентрація живильного розчину хімікату, що готується, г/л;

Сроб. - концентрація робочого розчину хімікату, що готується, г/л;

К - коефіцієнт заповнення мірника (К = 0,9).

За результатами розрахунків вибирають найближчий стандартний мірник.

За даними розрахунків та вибору стандартного обладнання будують схеми приготування розчинів для кожного хімікату. Об"єднують схеми приготування технологічних розчинів у загальну схему цехової хімічної станції (Додаток В). Для найбільш використовуваних технологічних розчинів у загальній цеховій схемі обов»язково передбачають одну повну запасну схему на випадок поломки чи ремонту.

На закінчення складається специфікація устаткування (зведена таблиця устаткування хімічної станції - табл.3).

Таблиця 3

Специфікація технологічного обладнання
№ поз	Найменування (стандартне, нестандартне)	Марка	Габаритні розміри	Кількість, один.	Плоца що займає, кв.м.
Довжина, м	Висота, м

УСТАТКУВАННЯ ХІМІЧНИХ СТАНЦІЙ

Проектування хімічної станції починається з розробки принципової схеми окремих вузлів, призначених для приготування маткового чи живильного розчину. Окремі вузли поєднуються в загальну схему хімічної станції цеху.

Місткості видаткових і живильних баків розраховують для добової чи змінної витрати хімічних матеріалів. Тому до проектування хімічної станції можна приступити тільки після розрахунку добової витрати хімічних матеріалів.

Реактори являють собою апарати чи установки для проведення визначених фізико-хімічних операцій чи реакцій.

Для розчинення і змішування компонентів на хімічних станціях широко застосовуються реактори.

Реактор являє собою зварену судину циліндричної форми з еліптичним днищем і кришкою, що прикріплюється до корпуса болтами, з подвійною сорочкою, куди подається пара для обігріву. Замість пари можна подавати холодну воду для охолодження.

Звичайно реактори виготовляють емальованими чи з нержавіючої сталі з кришкою, що герметично закривається. Вони мають сферичні днища, здатні витримувати тиск у кілька атмосфер.

Найчастіше реактори рекомендуються для приготування робочих розчинів, що вимагають стабільної температури і виділяючих гостро пахнучі шкідливі гази, які містять агресивні компоненти. Вони обладнаються засобами контролю тиску і температури, а при необхідності - засобами контролю рівнів рідини.

Реактор являє собою закритий казан місткістю 300—2000 л. Казан (мал.9) має подвійні стінки 6 і 7. Реактор зверху закривається кришкою 3 з отвором 4 для завантаження матеріалів. Обігрівається реактор порою, що надходить по трубі 5 у простір між стінками казана. Замість пари можна подавати холодну воду для охолодження розчину. Конденсат видаляється через конденсатовідвідник 8, що знаходиться внизу реактору.

Мал.9. Схема реактора:

1 — мішалка; 2 — манометр; 3 — кришка; 4 — отвір; 5 — труба; 6 і 7-подвійні стінки; 8 — конденсатовідвідник

Тиск пари контролюється манометром 2. Розчин перемішується мішалкою 1, що одержує обертання від електродвигуна через редуктор. Для розчинення барвників у бак подається гаряча і холодна вода. Для контролю температури встановлюють термометр. Розчин подається в цех по трубі стисненим повітрям. Реактор має запобіжний клапан, оглядове вікно, освітлюване зсередини лампою, і внизу — кран для зливу в каналізацію. У реакторах на кришці монтується люк для завантаження речовин, що подаються вручну. Реактор використовують не тільки для розчинення барвників, але і для приготування розчинів інших речовин.

Характеристика реакторів

Ємність у л	Потуж ність у квт	Діаметр у мм	Висота з редуктором у мм	Вага у кг	Розмір люка у мм
	0,6
	1,0				200/300
	1,7				250/350
	2,8				300/400
	2,8				300/400

Баки – нестандартне устаткування, виготовлене з листової нержавіючої сталі чи листового заліза безпосередньо в період монтажу споруджуваної фабрики. Баки можуть мати футеровку (покриття) з вініпласту чи іншого покриття. Розміри баків вибираються проектувальниками в залежності від їхнього призначення й обсягу виробництва. По призначенню баки підрозділяються на робочі, видаткові, живильні, баки-змішувачі.

Габаритні розміри баків

Ємність у л	Діаметр у мм	Висота в мм

Робочі баки з підігрівом застосовуються для розмиву вихідних хімічних матеріалів, що надходять у бочках чи у барабанах. Наприклад, твердий їдкий натр чи сірчистий натрій надходять у барабанах, термореактивні смоли і різні ТДР - у бочках. Баки повинні мати широкі завантажувальні отвори й обладнаються решітками для установки на них бочок чи барабанів.

У баках готують концентровані розчини, які називають матковими. Баки підігрівають гострою парою (барботируванням) чи глухою парою. Розчин перемішують відцентровим насосом чи стисненим повітрям за допомогою барботера. Розмив можна здійснювати також за допомогою форсунок, підключених до відцентрового насосу.

Баки обладнаються засобами контролю температури і рівня рідини.

Видаткові баки призначені для збереження маткових розчинів, що витрачаються в міру необхідності. З них готуються багатокомпонентні робочі розчини. Баки зверху закриваються кришками, що мають невеликі оглядові отвори, через які можливий доступ у бак при його промиванні.

Підтримка постійної температури в баках досягається встановкою змійовиків для пари, гарячої чи холодної води.

Баки-змішувачі служать для приготування багатокомпонентних розчинів. Вони оснащені відцентровими насосами. Для змішування різних рідин за розрахованими обсягами баки-змішувачі обладнаються системою електродів, що контролюють надходження в бак визначеного обсягу рідини. У випадку малого обсягу виробництва як баки-змішувачі можна використовувати робочі баки з підігрівом.

Живильні баки використовуються для живлення ванн, що входять в агрегати, у які розчини надходять самопливом. У деяких випадках, наприклад, при подачі таких розчинів баки можуть встановлюватися безпосередньо в цеху біля машини (агрегату). Баки обладнаються засобами контролю рівня. У залежності від обсягу виробництва баками для живлення можуть служити видаткові баки.

Збірники (монтежю) - горизонтальні чи вертикальні резервуари, призначені для перекачування агресивних рідин за допомогою стиснутого повітря, наприклад, концентрованих кислот, пероксиду водню й ін. Тому збірники випускаються чавунними емальованими, сталевими емальованими, сталевими (з вуглецевої чи нержавіючої сталі). По суті, вони являють собою апарати, аналогічні реакторам, але без мішалок. Збірники обладнуються засобами контролю тиску.

Мірники служать для дозування рідких агресивних і неагресивних хімікатів у процесі приготування розчинів. При централізованому приготуванні розчинів, коли необхідно точний облік кількості рідини, що витрачається, застосовують пристрої для виміру й автоматичного регулювання. Витрати рідини відмірюють за допомогою дозаторів, об'ємних мірників і регуляторів витрати розчинів.

Найбільш простими пристроями є об'ємні мірники, що представляють собою судини різної місткості, оснащені шкалою чи водомірним градуйованим у літрах склом. До таким мірників належать кружки місткістю 1 л, 10-літрові цебра й інші судини, що мають градуювання. Для відмірювання значних обсягів рідини (50—100 л) застосовують мірники з водомірним склом.

Мал.10. Дозатори:

а — для відмірювання постійного об"єму рідини;

б — для регульованих витрат; 1 — склянка, 2 — трубка; 3 — кран; 4 - вісь; 5 — склянка 6 - переливна трубка; 7 — рейка; 8 - маховик

Для відмірювання постійного обсягу хімічних матеріалів застосовують вакуум-мірники. Мірник являє собою закриту судину з хімічно стійкої чи емальованої сталі. Судина має штуцера 1 (мал.11) для подачі розчину, 2— для створення вакууму, 3— для приєднання водомірного скла, 4— для зливу рідини. Мірник, заповнюють, створюючи в ньому вакуум, рідина зливається самопливом. Такі мірники випускають місткістю від 25 до 200 л.

Мал.11.Вакуум-мірник

Найчастіше вакуум-мірники використовують для відмірювання оцтової кислоти й інших пахучих хімічних речовин, перекачуючи їх із транспортної тари.

Крім основного устаткування, призначеного для розчинення хімічних речовин, відстоювання чи фільтрації, змішування, збереження і транспортування розчинів, на хімічних станціях застосовують різні підйомно-транспортні пристрої, контрольно-вимірювальні і регулюючі прилади.

Приміщення хімічних станцій часто поділяють по висоті на дві частини: нижню і верхню.

При цьому устаткування розподіляють у такий спосіб:

баки для розчинення (наприклад, баки-реактори) розташовуються в нижній частині приміщення. З них приготовлені розчини подаються насосом або стисненим повітрям, або за допомогою вакууму у верхню частину приміщення в живильні чи у видаткові баки, баки-змішувачі (для приготування робочих розчинів, що містять кілька компонентів) розташовуються також у нижній частині приміщення, а розчини чи компоненти в них подаються самопливом через дозатори з проміжних ємностей для збереження. Зі змішувачів розчини перекачують знову у верхню частину приміщення у видаткові баки. У міру потреби робочі розчини можуть самопливом надходити в цех на машини.

Якщо після розчинення хімічних матеріалів розчинам необхідно відстоятися, то їх спочатку перекачують у відстійники, які передбачають при проектуванні хімстанції, а відтіля подають у видаткові чи живильні баки.

Приклад розрахунку курсового проекту та оформлення пояснювальної записки