Аппараты для разделения неоднородных систем

Фильтры для жидкостей.

Классификация фильтров. Емкостные фильтры, конструкции, порядок расчета. Рамные и камерные фильтры, простые и автоматизированные. Непрерывно действующие вакуум-филь-тры: карусельные, тарельчатые, барабанные, дисковые, ленточные. Основные конструктивные особенности барабанных вакуум-фильтров. Порядок их расчета. Барабанные фильтры, работающие под давлением.

Центрифуги в химической промышленности.

Классификация и основы расчета производительности центрифуг. Фильтрующие центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка: одно-, двух- и многокаскадные центрифуги. Фильтрующие, осадительные и комбинированные центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. Центрифуги с центробежной и вибрационной выгрузкой осадка.

Трубчатые сверхцентрифуги.

Сепараторы одно- и многокамерные, тарельчатые, их конструкции и характеристики. Особенности работы валов, прочность обечайки, вибрация центрифуг, сущность и методы балансировки.

Пылеочистное оборудование.

Аэрозоли и пыли, их классификация. Циклоны одиночные, групповые и батарейные. Расчет (подбор) циклона. Рукавные и другие фильтры для газов. Электрофильтры. Аппараты мокрой пылеочистки. Вихревой скруббер.

Литература: Основная [1, 4 - 6, 9];

Дополнительная [10, 11, 32, 58 - 70].

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

1. Назначение и место физических и химических процессов в химической технологии. Определяющая роль реакций и реакторов в структуре химических производств. Зависимость характера физических (тепло- и массообменных и гидродинамических и др.) процессов от требований реакционного процесса и конструкций реакторов.

2. Классификация реакторов: по тепловому режиму, способу работы, методу теплообмена, направлению и режиму течения реагентов, их агрегатному состоянию. Характерные признаки реакторов периодического и непрерывного действия.

3. Элементы кинетики химических реакций: основные типы химических реакций, скорость химических реакций и уравнения скорости химической реакции.

4. Элементы кинетики химических реакций: порядок реакции, влияние температуры на скорость химических реакций. Уравнение Аррениуса.

5. Основы теории химических реакторов: гидравлические условия в реакторах, кубовый реактор (реактор смешения), трубчатый змеевиковый реактор (реактор вытеснения).

6. Аппараты для гомогенных реакций: реакторы для проведения гомогенных жидкостных и эмульсионных реакций. Конструктивное оформление, условие их работы.

7. Аппараты для гомогенных реакций: перемешивающие устройства, конструкции теплообменных устройств в зависимости от объема реактора и величины теплового эффекта.

8. Реакторы идеального смешения (РИС): определение времени реакции и объема кубового реактора для условий идеального смешения (реакции первого и второго порядков).

9. Реакторы идеального вытеснения (РИВ): определение времени реакции и объема трубчатого реактора для условий идеального вытеснения (реакции первого и второго порядков).

10. Секционные реакторы идеального смешения: определение времени реакции и объема секционного реактора для условий идеального смешения (реакция первого порядка).

11. Сравнение реакторов с различными гидродинамическими режимами: реакторы идеального смешения (кубовые реакторы), реакторы идеального вытеснения (трубчатые реакторы) и многосекционные реакторы смешения (реакции первого порядка).

12. Аппараты для гетерогенных реакций: газожидкостные реакторы, их сходства и отличия от абсорберов. Основные конструктивные типы, их сравнительная характеристика.

13. Аппараты для гетерогенных реакций: аппаратура для реакций между газами и твердыми веществами, основные конструктивные типы. Шахтные печи, газогенераторы, вращающиеся барабанные печи, аппараты с кипящим слоем.

14. Диффузионный и кинетический режимы течения гетерофазной реакции в аппаратах для гетерогенных реакций: методы интенсификации медленных и быстрых газо-жидкостных и эмульсионных реакций.

15. Аппараты для гетерогенно-каталитических реакций: реакторы для газовых реакций на твердом катализаторе. Различные конструктивные типы в зависимости от давления и способов обеспечения температурного режима.

16. Роль теплообменной аппаратуры в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Факторы, влияющие на выбор конструкции теплообменников. Классификация теплообменной аппаратуры.

17. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты: теплообменники с неподвижными трубными решетками (типа Н), устройство, область применения, основные параметры и размеры.

18. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты: теплообменники с температурным компенсатором на кожухе (типа К), устройство, характеристика, основные параметры и размеры.

19. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты: теплообменники с плавающей головкой (типа П), устройство, характеристика, основные параметры и размеры.

20. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты: теплообменники с U-образными трубами (типа У), устройство, область применения, характеристика, основные параметры и размеры.

21. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты: теплообменник с плавающей головкой (типа П) и компенсатором на ней (типа ПК), устройство, область применения, основные параметры и размеры.

22. Устройство и характеристика различных типов кожухо-трубчатых теплообменников. Элементы кожухотрубчатых аппаратов: кожух (корпус), распределительные камеры, перегородки, теплообменные трубы, трубные решетки, прокладки для уплотнения разъемов.

23. Схемы расположения труб в трубных решетках, способы соединения труб с решеткой. Способы крепления трубных решеток, распределительных камер (крышек) и кожуха между собой в аппаратах различных типов.

24. Пластинчатые теплообменники. Устройство и характеристика таких аппаратов. Схемы компоновки пластин. Элементы теплообменников: пластины, прокладки, нажимные плиты и устройства для сжатия пластин.

25. Спиральные теплообменники. Устройство и характеристика аппаратов. Способы уплотнения спиральных каналов с торцов, элементы конструкции, область применения, достоинства и недостатки.

26. Теплообменники воздушного охлаждения, их преимущества и особенности конструкции, область применения, устройство и сравнительные показатели.

27. Теплообменники других конструкций: теплообменники типа «труба в трубе», оросительные теплообменники, погружные змеевиковые теплообменники, блочные теплообменники. Устройства, принцип работы, область применения, их преимущества и недостатки.

28. Перспективная теплообменная аппаратура: блочные теплообменники, пластинчато-спиральные, кожухотрубчато-плас-тинчатые, аппараты с фторопластовыми трубками.

29. Сущность процессов абсорбции и ректификации. Понятие о парожидкостном равновесии (константы фазового равновесия, коэффициенты распределения, коэффициенты активности, относительная летучесть компонентов). Материальные балансы абсорбционных и ректификационных аппаратов. Полная и неполная; простая и сложная ректификационные колонны.

30. Основные этапы расчета ректификационных колонн (технологического, конструкционного, гидравлического, механического). Теоретическая и реальная ступени разделения. Основные требования, предъявляемые к контактным устройствам.

31. Основные характеристики контактных устройств: производительность по газу (пару) и жидкости, скорости движения газа (пара) в различных сечениях аппарата, диаметр колонны, эффективность (КПД), диапазон устойчивой работы, межтарельчатое расстояние, гидравлическое сопротивление, градиент уровня жидкости, унос жидкости (брызгоунос), металлоемкость.

32. Тарельчатые колонны для процессов абсорбции и ректификации. Принципы устройства и работы, гидродинамические режимы, основные характеристики, выбор и проверка межтарельчатого расстояния.

33. Тарельчатые колонны. Барботажные контактные устройства: колпачковые; ситчатые; из S-образных элементов. Струйные (язычковые, чешуйчатые, пластинчатые), клапанные тарелки. Их сравнительная характеристика, рекомендации по выбору тарелок для проведения процессов масообмена.

34. Контактные устройства абсорбционных и ректификационных аппаратов провального типа (без переливных устройств). Принцип устройства и работы. Основные характеристики. Конструктивные особенности провальных тарелок: ситчатых, решетчатых, щелевых и волнистых, Киттеля. Сопоставление провальных тарелок с переливными.

35. Контактные устройства с однонаправленным движением фаз в зоне контакта. Особенности, преимущества и недостатки прямоточного характера взаимодействия фазовых потоков в сравнении с противоточными и с перекрестным током. Примеры конструкций: струйно-центробежная тарелка, прямоточная, прямоточно-вихревая, прямоточная с секционированием и соударением потоков (Азизова), их устройство и сравнительные характеристики.

36. Насадочные массообменные аппараты. Основные элементы аппаратов: насадки, распределители и перераспределители жидкости, сепараторы, опорные устройства. Область применения, основные характеристики, преимущества и недостатки.

37. Насадочные колонны для процессов абсорбции и ректификации. Режимы работы насадочных колонн. Выбор оптимального режима. Нерегулярные насадки из колец Рашига, Палля; седел Берля, Инталлокс. Регулярные насадки: Нортона, Зульцер, Спрейпак и др. Область применения насадок различных типов. Сравнительные показатели работы насадок. Явление «сухого конуса» в насадочной колонне, методы его устранения.

38. Экстракционные аппараты для систем жидкость-жидкость. Классификация экстракционных аппаратов. Колонные экстракторы: пульсационные, роторно-дисковые. Центробежные напорные и безнапорные экстракторы.

39. Аппараты для сушки материалов. Классификация сушилок. Конвективные и кондуктивные сушилки. Конвективные аппараты для сушки материала в слое: туннельные, ленточные, петлевые, вальцеленточные.

40. Аппараты для сушки материала в кипящем слое. Элементы этих аппаратов. Аэрофонтанные сушилки. Аппараты для сушки материала в режиме пневмотранспорта: трубы, сушилки циклонные; вихревые сушилки.

41. Комбинированные сушилки. Распылительные сушилки: центробежные и форсуночные. Конструкции камер и распылительных устройств. Кондуктивные сушилки: барабанные и вальцевые. Выбор процесса сушки в аппарате.

42. Фильтры для жидкостей. Классификация фильтров. Емкостные фильтры, их конструкция, порядок расчета. Рамные и камерные фильтры: простые и автоматизированные (ФПАКМ).

43. Непрерывно действующие вакуум-фильтры: карусельные, тарельчатые, барабанные, дисковые, ленточные. Основные конструктивные особенности барабанных вакуум-фильтров. Порядок их расчета. Барабанные фильтры, работающие под давлением.

44. Центрифуги в химической промышленности. Классификация, маркировка центрифуг. Основы расчета производительности центрифуг. Фильтрующие центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка: одно-, двух- и многокаскадные.

45. Центрифуги в химической промышленности. Фильтрующие, осадительные и комбинированные центрифуги со шнековой выгрузкой осадка. Центрифуги с центробежной и вибрационной выгрузкой осадка.

46. Трубчатые сверхцентрифуги. Сепараторы одно- и многокамерные, тарельчатые, их конструкции и характеристики. Особенности работы валов, прочность обечайки, вибрация центрифуг. Методы балансировки роторов.

47. Оборудование для пылеочистки. Аэрозоли и пыли, их классификация. Циклоны одиночные, групповые и батарейные. Основы расчета (подбора) циклона.

48. Рукавные фильтры для очистки газов. Электрофильтры. Аппараты мокрой пылеочистки. Вихревой скруббер. Конструкции, область применения, технические характеристики, преимущества и недостатки.