Нефтеперерабатывающие производство характеризируется разнообразием технологических процессов в результате направленной деятельности человека. Аппараты — это технические объекты для осуществления технических процессов.
Наука о процессах и аппаратах возникла на базе одной ведущих отраслей тяжелой индустрии — химической промышленности, объединяющий целый комплекс производств и методов переработки сырья и материалов. Технология производства самых разнообразных химических продуктов и материалов, в том числе переработка нефти и газа включает ряд однотипных физических и физико-химических процессов, характеризируемых общими закономерностями. Эти процессы в различных производствах производят в аналогичных по принципу действия машинах и аппаратах. Процессы и аппараты, общие для различных отраслей химической технологии, получили название основных процессов и аппаратов.
Насосы и компрессоры, фильтры и центрифуги, теплообменники сушилки также относятся к числу основных аппаратов и машин, которые в разных сочетаниях составляют тепловое оборудование большинства химических производств.
В течение пятидесяти лет наука о процессах и аппаратах непрерывно развивалась. Ее роль и значение в разработке на научных основах аппаратно- технологического оформления химических производств, их интенсификация, а также в создании новых производств неизменно возрастали.
Наглядным примером достижения науки о процессах и аппаратах является создание за последние годы высокопроизводительной аппаратуры с (кипящим) слоем зернистого материала, позволяющий интенсифицировать не только процессы, но и ряд других гетерогенных процессов (сушка, кристаллизация и другие).
Химические аппараты и машины очень часто работают при больших скоростях рабочих сред, высоких давлениях, в широком диапазоне температур и в сильно агрессивных средах.
Основные процессы химической технологии в настоящее время подразделяются на следующие группы:
- Массообменные процессы, связанные с диффузионным переходом вещества (массы) из одной фазы в другую (процессы массообмена).
- Гидромеханические процессы.
- Механические процессы.
- Тепловые процессы.
- Химические процессы.
Сушка относится к массообменным процессам. Сушка- это удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить транспортировку, придать им необходимые свойства, а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов.
Проектирование технологического процесса раскроя материалов
... ними согласно технологическому процессу. Рисунок 1.1 - Блок-схема 2. Определение исходной информации для проектирования технологического процесса раскроя материалов Исходной информацией для расчета технологического процесса раскроя является выпуск ... соответствия данных о количестве кусков с заданием на раскрой, картой расчета Хранение материалов: -на тележках -на поддонах -на многоярусных накопителях ...
Влагу можно удалять из материалов механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием).
Однако более полное обезвоживание достигается путём испарения влаги и отвода образующихся паров, то есть с помощью тепловой сушки.
Этот процесс широко используется в химической технологии, в том числе и нефтепереработке. Он часто является последней операцией на производстве, предшествующей выпуску готового продукта. При этом предварительное удаление влаги обычно осуществляется более дешевыми способами, например, (фильтрованием), а окончательное — сушкой. В нефтепереработке сушка используется для улучшения качества технического углерода, и для осушки катализаторов и адсорбентов.
1 Теоретическая часть
1.1 Теоретические основы сушки
Сушка-это массообменный процесс удаления влаги из влажных материалов путём её испарения и отвода образовавшихся паров. Удаление влаги из твёрдых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства, например (улучшить растворимость красителей), а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов.
Влагу можно удалять из материалов механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием).
Однако более полное обезвоживание достигается путём испарения влаги и отвода образующихся паров, т.е. с помощью тепловой сушки.
Этот процесс широко используется в химической технологии. Он часто является последней операцией на производстве, предшествующей выпуску готового продукта. При этом предварительное удаление влаги обычно осуществляется более дешёвыми механическими способами, например, фильтрованием, а окончательное сушкой. Такой комбинированный способ удаления влаги позволяет повысить экономичность процесса.
В химических производствах, как правило, применяется искусственная сушка материалов в специальных сушильных установках, так как естественная сушка на открытом воздухе — процесс слишком длительный.
По всей физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Как будет показано ниже, удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. Таким образом, процесс сушки является сочетанием связанных друг с другом процессов тепло — и массообмена (влагообмена).
По способу подвода тепла к высушиваемому материалу различают следующие виды сушки:
- Конвективная сушка — путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом, в качестве которого обычно используют нагретый воздух или топочные газы (как правило, в смеси с воздухом);
- Контактная сушка — путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку;
- Радиационная сушка – путём передачи инфракрасными лучами;
- Диэлектрическая сушка — путём нагревания в поле токов высокой частоты;
- Сублимационная сушка-сушка в замороженном состоянии при глубоком вакууме. По способу передачи этот вид сушки аналогичен контактной, но своеобразие процесса заставляет сублимационную сушку выделять сушку в особую группу.
При конвективной сушке сушильный агент передаёт материалу тепло и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счёт этого тепла. Таким образом, сушильный агент играет роль-тепло и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в контакте с материалом влажный газ (обычно воздух) используется для удаления испарившейся влаги, т. е. выполняет роль влагоносителя.
Оборудование для механического обезвоживанья и сушки текстильных материалов
... дивидуальной работы в тележку (в ролик). 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ ТКАНЕЙ, Сущность процесса сушки. Классификация сушилок. Влагу, которую нельзя удалить из ткани механическим пут ... ОТЖИМНЫЕ МАШИНЫ Отжимными называются отделочные машины, служащие для механического удаления влаги из текстильных материалов путем отжима их между вращающимися валами. Встречаются жгутоотжимные машины ...
Влажный газ является смесью сухого газа и водяного пара. В дальнейшем под влажным газом будет подразумеваться только влажный воздух отличающийся лишь количественно. Влажный воздух как влаго — и теплоноситель характеризируется следующими основными параметрами абсолютной и относительной влажностью, влагосодержанием и энтальпией (теплосодержанием).
Если материал находится в контакте с влажным воздухом, то принципиально возможны два процесса:
1. сушка (десорбция влаги из материала) при парциальном давлений пара над поверхностью материала рм , превышающим его парциальное давление в воздухе или газе рп ,
2. увлажнение (сорбция влаги материалом) при р м < рп
В процессе сушки давление рм уменьшается и приближается к пределу рм =рп .
При этом наступает состояние динамического равновесия, которому соответствует предельная влажность материала, называемая равновесной влажностью.
Равновесная влажность зависит от парциального давления водяного пара над материалом рп или пропорциональной ему величины относительной влажности воздуха и определяется опытным путём.
Механизм процесса сушки в значительной степени определяется формой связи влаги с материалом: чем прочнее эта связь, тем труднее протекает процесс сушки. При сушке связь влаги с материалом нарушается.
П.А. Ребиндором предложена следующая классификация форм связи влаги с материалом: химическая, физико-химическая и физико-механическая.
Химически связанная влага наиболее прочно соединена с материалом в определённых соотношениях и может быть удалена только при нагревании материала до высоких температур или в результате проведения химической реакции. Эта влага не может быть удалена из материала при сушке.
В процессе сушки удаляется, как правило, только влага, связанная с материалом физико — химически и механически. Наиболее легко, может быть, удалена механически связанная влага, которая, в свою очередь, подразделяется на влагу макрокапилляров и микрокопилляров (капилляров со средним радиусом приблизительно и меньше 10 см).
Теплоизоляционные материалы (2)
... влагу) Биостойкость - способность материала противостоять действию микроорганизмов, грибков и некоторых видов насекомых. Микроорганизмы живут там, где есть влага, поэтому для повышения биостойкости теплоизоляция ... решениями, так и используемыми в конструкциях материалами. Физико-технические свойства используемых теплоизоляционных материалов оказывают определяющее влияние на теплотехническую ...
Микрокапилляры заполняются влагой при непосредственном соприкосновении её с материалом, в то время как в макрокапилляры влага поступает непосредственном соприкосновений, так и в результате поглощения её из окружающей среды. Влага макрокапилляров свободно удаляется не только сушкой, но и механическими способами.
Физико-химическая связь объединяет два вида влаги, отличающихся прочностью связи с материалом: адсорбционно и осмотически связанную влагу. Первая прочно удерживается на поверхности и в порах материалов. Осмотически связанная влага, называемая влагой набухания, находится внутри клеток материала и удерживается осмотическими силами. Присутствие этих видов влаги особенно характерно для коллоидных материалов.
