Дворецкий - Основы проектирования химических производств - 2005

3. Аппаратурно-конструктивные методы интенсификации

Метод	Используемый физический	Приемы использования метода
интенсификации	эффект	в процессах и аппаратах
Обеспечение	Концевой, входной, капил-	Секционирование. Чередование зон кон-
многократности	лярный, инверсии фаз	такта-сепарации. Пропускание через ка-
воздействия на		пиллярно-пористое тело
фазы
Конструктивная	Инверсия фаз, Крауссольда,	Ударно-струйное взаимодействие фаз.
оптимизация	Рейнольдса, турбулизация и	Соударение потоков. Пленочное движе-
гидродинамиче-	срыв пограничного слоя	ние с турбулизацией. Многократная ин-
ского режима		версия фаз. Ячеисто-пенный режим
		взаимодействия

Использование		Жуковского, Бернулли							Турбулизация. Закручивание. Взаимное
энергии									эжектирование. Осциллирование. Авто-
контактирующих									колебательные режимы
фаз
Использование		Двойной электрический слой,							Поля: магнитное, электрическое. Пере-
внешних источ-		электрофорез,				термофорез,			мешивающие устройства. Пульсаторы
ников энергии		кавитация
Оптимизация									Форма. Соотношение размеров. Матери-
конструктивных									ал. Распределение фаз
параметров
Совмещение		Энерджентность,					инерэкт-		Однотипное комбинирование. Агрегати-
аппаратов		ность							рование. Блочно-модульный подход.
									Трансформирование структуры. Совме-
									щение функций аппаратов и их частей
					1. Гидромеханические процессы

1.1. Разделение жидких

1.2. Разделение газовых

1.3. Образование

1.4. Перемещение

1.5. Перемещение

неоднородных

и сжатие газовых

неоднородных систем

неоднородных систем

жидких систем

систем

систем

1.1.1. Гидроклас-

1.2.1. Пневмоклас-

1.3.1. Перемеши-

1.4.1. Нагнетание

1.5.1. Компримиро-

сификация

сификация

вание

вание

1.1.2. Отстаивание

1.3.2. Дисперги-

1.4.2. Гидротранс-

1.5.2. Вакуумирова-

1.2.2. Осаждение

порт

ние

рование

1.1.3. Фильтрование

1.2.3. Фильтрование

1.3.3. Псевдоожи-

1.5.3. Пневмотранс-

жение

порт

газов

1.1.4. Центрифу-

1.2.4. Промывание

1.3.4. Пенообра-

гирование

газов

зование

1.1.5. Флотация

Рис. 10. Классификация гидромеханических процессов

2. Теплообменные процессы

	2.1. Теплообменные процессы				2.2. Теплообменные процессы				2.3. Холодильные процессы
	без изменения агрегатного				с изменением агрегатного
	состояния				состояния
									2.3.1. Умеренное охлаждение
	2.1.1. Нагревание				2.2.1. Конденсация
	2.1.2. Охлаждение				2.2.2. Сухая конденсация				2.3.2. Диспергирование
	2.1.3. Прокаливание				2.2.3. Выпаривание				2.3.3. Псевдоожижение
	2.1.4. Спекание				2.2.4. Испарение
									2.3.4. Пенообразование
					2.2.5. Отвердевание
					2.2.6. Плавление

Рис. 11. Классификация теплообменных процессов

Рис. 12. Классификация массообменных процессов

4. Механические процессы

4.1. Разделение твер-

4.2. Измельчение

4.3 Смешение

4.4. Формообразование

4.5. Дозирование

дых тел

4.2.1. Дробление

4.4.1. Гранулирование

4.1.1. Сортирование

4.2.2. Резание

4.4.2. Прессование

4.1.2. Грохочение

4.4.3. Клапандрирование

4.2.3. Чешуеобразование

4.1.3. Сепарация

4.4.4. Экструдирование

4.2.4. Дефибрирование

4.1.4. Электросепарация

4.4.5. Литье

4.4.6. Формование

4.4.7. Формование

химических волокон

(прядение)

Рис. 13. Классификация механических процессов

1	про-
3	раз-

делительный стакан;

– холодильник дистиллята; 9 – холодильник кубового остатка; 10 – емкость дистиллята; 11 – емкость кубового остатка

NaNO2

Суспензия амина

1

	HCl	Хладоагент
		2
		3

7

H2O

6

7

	8	амина	сушку., )
4
	5	Суспензия	(на фильтр
	Хладоагент

7

Азотосоставляющая

Сода

9

Рис. 16. Схема непрерывного производства азопигментов:

1 – активатор; 2, 3 – емкости; 4 – диазотатор; 5 – центрифуга; 6 – растворитель; 7 – насос; 8 – анализатор;

9 – реактор азосочетания

	Рис. 29. Строительный план и разрез промышленного здания:
1 – колонна; 2 – ригель; 3 – плита перекрытия; 4 – ограждение; 5 – мостовой кран; 6 – балка
Б	0,8				2,0
		1,0		1,5		1,0
	2а		2б		2в	2г
			3,0		10	11
	1	3
			4
				8
		1,0	9
	1,0				1,0	1,0
							6,00
			1,3
			1,5	0,5
		2,5					Г
Г	0,5					1,0
А
	6,00		6,00

1 2 3 4

Рис. 30. Фрагмент плана на отметке 0.000:

1 – емкость исходной смеси; 2а – насос исходной смеси; 2б – насос кубового остатка; 2в – насос дистиллята; 2г – насос;

3 – подогреватель исходной смеси; 4 – колонна; 8 – холодильник дистиллята; 9 – холодильник кубового остатка;

10 – емкость дистиллята; 11 – емкость кубового остатка

Г

1

3

5

9

11

В

8

Б

		2		4			6							10		12
А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17

Рис. 33. Схема распределения площади цеха по помещениям:

1 – электростанция; 2 – теплопункт; 3, 4 – бытовые помещения; 5 – кладовая; 6 – операторное отделение;

7 – цеховая лаборатория; 8 – аппаратное отделение; 9 – насосное отделение; 10 – административные помещения;

11 – венткамера; 12 – цеховые склады

ПРОЕКТИРУЕМОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ω1, α(ω1), β(ω1)

ω2, α(ω2), β(ω2)

• • •

ωn, α(ωn), β(ωn)

R1, U1

R2, U2

R3, U3

R4, U4

• • •

Rm, Um

b ,h

a

b2

,hb

a

b3

,hb

a

2

3

• • •

ak

bk ,hb

1

1 b1

2

3

k

D1

S1

D2

S2

D3

S3

• • •

Dk

Sm

Рис. 41. Структурно-параметрическое описание химического производства

x1 x2

•

•

xm •

ХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО

y = F (ω, ,a,d,b,hb ,u, z*, x, ξ)

u1 u2 • • • ur

•САУ

•	u = Ψ(ω, ,a, y, x, z*,s)
•
S1	S2	• • •	Sl

y1 y2

ym

	z1*
•	z2*
•
•	zm*

Рис. 42. Структурная схема химического производства:

x, y – векторы входных и выходных переменных (переменных состояния); u – вектор управляющих переменных;

z* – вектор оптимальных режимов (оптимальных заданий регуляторам АСР)

ξ2

ξ2N + F ∆ξ+2

ξ2N

ξ2N − F ∆ξ−2

Ψ (d, ξ) = 0

∆ξ1− ∆ξ1+ ξc

Ξ(F)	∆ξ2+
	∆ξ−
	2

ξ1N − F ∆ξ1−

ξ1N ξ1N + F ∆ξ1+

ξ1

Рис. 44. Наибольшая допустимая область изменения параметров ξ

	1	2	3
	Теоретические	Структурный	Аналитическое
	исследования	анализ модели	исследование
			модели		8
					Анализ, интерпретация и
	4	5	6	7	документирование результатов
					9
		Разработка алго-	Программирова		Результаты
		ритма решения	ние алгоритма
					исследования
		уравнений ММ	(прогр.