- •Рис. 9.2. К расчету теплообмена в реакторе вытеснения
- •Рис. 7.2. К примеру 10.1
- •Рис. 11.4. К примеру 11.1
- •Рис. 11.9. К расчету шпилек
- •Рис. 11.10. К примеру 11.3
- •Рис. 11.11. К примеру 11.5
- •Рис. 13.10. Рамные мешалки
- •Рис. 13.11. Якорные мешалки
- •Предисловие
- •Экологическое и технико-экономическое обоснование проектов химических производств.
- •Этапы проведения экологической экспертизы
- •Принципы экологической экспертизы
- •Рис. 1.1. Общая система организации проектирования
- •Рис. 1.2. Основные этапы и стадии разработки проектов для промышленного строительства
- •1.2. Задание на проектирование
- •Рис. 1.3. Пример построения розы повторяемости и силы ветров
- •Рис.1.4. Схема выпадения дымовых частиц при наличии зеленых защитных насаждений между застройкой и источником задымления и при отсутствии их:
- •Рис. 1.5. Совмещенная схема движения загрязненных нижнего и верхнего потоков
- •1.5. Разработка проектной документации по охране окружающей среды
- •1.5.2. Разработка прогноза загрязнения воздуха
- •1.5.4. Прогноз воздействия объекта при возможных авариях
- •1.6. Технологический процесс как основа промышленного проектирования
- •Рис. 1.6. Схема производства серной кислоты контактным способом:
- •Рис. 1.8. Процессы и аппараты химической технологии
- •Рис. 1.9. Виды оборудования химической технологии
- •Рис. 1.11. Уровни организации химического предприятия
- •1.7. Генеральный план химических предприятий
- •Рис. 1.12. Генеральный план предприятий химической промышленности
- •1.8. Типы промышленных зданий
- •1.8.1. Одноэтажные промышленные здания
- •Рис. 1.13. Одноэтажное здание павильонного типа:
- •Рис. 1.14. Многоэтажное производственное здание:
- •1.8.2. Многоэтажные здания
- •Рис. 1.15. Многоэтажное производственное здание:
- •Рис. 1.16. Поперечные разрезы зданий I и II очередей сернокислотного производства:
- •1.8.3. Вспомогательные здания и помещения химических предприятий
- •1.8.4. Склады промышленных предприятий
- •1.9. Инженерные сооружения
- •инженерных сооружений
- •1.10. Специальные вопросы проектирования химических предприятий
- •2.1. Основные стадии проектирования химических производств и оборудования
- •Рис. 2.1. Основные стадии проектирования
- •2.2. Виды конструкторских документов
- •2.4.1. Курсовое проектирование
- •2.4.2. Дипломное проектирование
- •2.4.3. Пример использования АвтоЛиспа
- •Рис. 2.2. Схема установки для ректификации трехкомпонентной смеси:
- •СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
- •3.1. История развития САПР
- •3.2. Основные принципы создания САПР
- •Рис. 3.1. Модульная структура программного обеспечения
- •Рис. 3.2. Области использования ЭВМ в процессе проектирования
- •3.4. Автоматическое изготовление чертежей
- •3.5. Основные преимущества автоматизации проектирования
- •3.6. Основные требования к САПР
- •Рис. 3.3. Схема взаимодействия пользователя со средствами САПР:
- •3.7. Связь САПР с производством, расширение области применения
- •3.8. Система автоматизированного проектирования цементных заводов
- •3.8.1. Функционирование САПР
- •ВВЕДЕНИЕ В ПРОЕКТИРОВАНИЕ
- •4.1. Проектно-сметная документация
- •4.2.1. Исходные положения
- •4.2.2. Обоснование способа производства химической продукции
- •ВЫБОР И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА
- •5.1. Общие положения
- •5.2. Последовательность разработки технологической схемы
- •Рис. 5.1. Примерная схема стадий технологического процесса:
- •Рис. 5.2. Блок-схема физико-химических процессов, протекающих в гетерофазном реакторе с мешалкой
- •5.3. Принципиальная технологическая схема
- •5.4. Размещение технологического оборудования
- •Выбор технологического оборудования химических производств
- •6.1. Основные типы химических реакторов
- •Рис. 6.1. Установка для непрерывного процесса:
- •Рис. 6.5. Изменение концентрации веществ в реакторах:
- •Рис. 6.6. Реакторы смешения:
- •6.2. Химические факторы, влияющие на выбор реактора
- •6.2.1. Реакции расщепления
- •Рис. 6.7. Относительный выход реакции расщепления:
- •Реактор
- •6.2.2. Реакции полимеризации
- •6.2.3. Параллельные реакции
- •Объем реактора
- •РВНД
- •6.3. Эскизная конструктивная разработка основной химической аппаратуры
- •6.3.1. Общие положения
- •6.3.2. Реакторы
- •6.4. Оптимизация процессов химической технологии
- •УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
- •7.1. Стехиометрические расчеты
- •7.2. Термодинамический анализ процессов
- •7.2.1. Равновесие химической реакции
- •Рис. 1.1. Зависимость коэффициента активности газв от приведенных давления и температуры
- •7.2.2. Расчет состава равновесной смеси
- •7.3. Общее уравнение баланса массы
- •7.4. Практический материальный баланс
- •7.5. Физико-химические основы технологического процесса
- •8.1. Общие положения
- •8.2. Расчет объемов реакторов
- •8.2.1. Основные положения химической кинетики
- •8.2.2. Расчет идеальных реакторов
- •8.3. Определение объемов аппарата
- •Тепловой расчет основного оборудования
- •9.1. Общее уравнение баланса энергии
- •Рис. 9.1. К примеру 9.1
- •9.2. Практический тепловой баланс
- •9.3. Теплообмен в реакторах
- •9.4. Расчет энтальпий и теплоемкостей
- •9.6. Расчет реактора периодического действия
- •Рис. 9.3. К тепловому расчету реактора периодического действия
- •9.7. Степень термодинамического совершенства технологических процессов
- •Рис. 9.6. Технологическая схема 1:
- •Рис. 9.7. Технологическая схема 2
- •Рис. 9.8. Схемы использования тепла реакций:
- •Гидравлические расчеты
- •10.1. Расчет диаметра трубопровода
- •Пары, насыщенные при абсолютном давлении (МПа)
- •Рис. 10.1. Зависимость коэффициента трения от критерия Рейнольдса и степени шероховатости трубы
- •10.3. Гидравлическое сопротивление кожухотрубчатых теплообменников
- •10.4. Подбор насосов
- •МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
- •11.1. Расчет сварных химических аппаратов
- •11.1.1. Основные расчетные параметры
- •11.1.2. Расчет на механическую прочность
- •11.1.3. Требования к конструированию
- •11.1.4. Расчет цилиндрических обечаек
- •Рис. 11.1. Номограмма для определения толщины цилиндрических обечаек, работающих под наружным давлением
- •Рис.11.2. Схема пользования номограммой на рис. 11.1:
- •11.1.5. Расчет крышек и днищ
- •Рис. 11.3. Основные конструкции днищ сварных аппаратов:
- •11.1.6. Подбор стандартных элементов
- •11.2. Расчет толстостенных аппаратов
- •Рис. 11.7. Основные конструкции уплотнений затворов высокого давления:
- •Рис. 11.8. К расчету усилий, действующих на затворы высокого давления
- •КОНСТРУКционНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
- •12.1. Виды конструкционных материалов
- •12.2. Коррозия металлов и сплавов
- •12.2.1. Виды коррозии
- •12.2.2. Виды коррозионных разрушений
- •12.2.3. Способы борьбы с коррозией
- •12.3. Влияние материала на конструкцию аппарата и способ его изготовления
- •12.3.1. Конструкционные особенности аппаратов из высоколегированных сталей
- •Рис. 12.1. Сварка встык:
- •Рис. 12.2. Способы подготовки кромок под сварку
- •Рис. 12.4. Способы сварки легированной и углеродистой стали
- •12.3.2. Конструктивные особенности эмалированных аппаратов
- •Рис. 12.5. Элементы конструкции эмалированных аппаратов
- •Рис 12.6. Пайка элементов медных аппаратов
- •12.3.3. Конструктивные особенности аппаратов из цветных металлов
- •Рис. 12.7. Основные типы паяных соединений
- •12.3.4. Конструктивные особенности аппаратов из пластмасс
- •ОФОРМЛЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ХИМИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ
- •13.1. Оформление поверхности теплообмена
- •Рис. 13.5. Реактор со змеевиковой рубашкой
- •Рис. 13.6. Рубашка с вмятинами
- •Рис. 13.8. Вывод змеевика через крышку аппарата:
- •13.2. Перемешивающие устройства
- •Рис. 13.12. Листовая мешалка
- •Рис. 13.13. Пропеллерные мешалки
- •Рис. 13.14. Турбинные мешалки открытого (а) и (б) закрытого типа
- •Рис. 13.15. Крепление мешалок к ступице:
- •13.3. Уплотнения вращающихся деталей
- •Рис. 13.18. Одинарное торцовое уплотнение:
- •ТРУБОПРОВОДЫ И ТРУБОПРОВОДНАЯ АРМАТУРА
- •Рис 14.5. Фасонные части трубопроводов
- •Рис. 14.7. Крепление горизонтальных и вертикальных трубопроводов на подвесках
- •Рис. 14.8. Компенсаторы:
- •ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЗАВОДОВ
- •15.1. Виды вспомогательного оборудования
- •Рис. 15.1. Схема многостадийного диспергирования твердой фазы с контрольной классификацией продукта
- •15.2. Транспортные средства
- •15.2.1. Классификация транспортных средств для твердых материалов
- •15.2.2. Машины для транспортировки жидкостей и газов
- •ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •16.1. Классификация методов гранулирования и особенности уплотнения гранул
- •Рис. 16.1. Тарельчатый гранулятор:
- •Рис. 16.2. Гранулятор барабанного типа конструкции НИИХиммаша
- •16.3. Основные закономерности и аппаратурное оформление метода экструзии
- •16.5. Гранулирование в псевдоожиженном слое
- •16.6. Технологические схемы процессов гранулирования дисперсных материалов
- •Рис. 16.11. Технологическая схема гранулирования шихты методом окатывания
- •Рис. 16.13. Схема уплотнения шихты в роторном грануляторе
- •Рис. 16.14. Схема гранулирования шихты методом экструзии
- •Рис. 16.15. Схема установки для компактирования шихты
- •ЛИТЕРАТУРА
Рис. 1.16. Поперечные разрезы зданий I и II очередей сернокислотного производства:
А− промывочное отделение; Б − сушильно-абсорбционное отделение;
В− контактно-компрессорное отделение; Г − склад серной кислоты: I − в помещении; II − с открытым расположением оборудования
45
Для многоэтажных зданий в зависимости от нагрузки перекрытия рекомендуется применять сетки колонн 9×6 м при нагрузке до 1000 кг/м2, а также
сетки 6×6 при нагрузке 2500 кг/м2. Высоту этажей многоэтажных зданий принимают от отметки чистого пола до отметки чистого пола следующего этажа, равной 3,6; 4,8; 6,0; 7,2 и 10,8 м (рис. 1.15).Многоэтажные здания химической промышленности подразделяют на две группы: бескрановые и с мостовыми или подвесными кранами в верхних этажах с пролетами 18 и 24 м. Для предприятий химической промышленности ширину многоэтажных зданий целесообразно принимать не менее 18 м. Ширина здания для взрывоопасных производств не должна превышать 30 м при двустороннем остеклении и 18 м при одностороннем.
Для встроенных этажерок применяют сборные железобетонные и реже – стальные конструкции.
Установка оборудования на открытых площадках. Открытое размещение оборудования успешно применяют на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, цементной, энергетической и других отраслей промышленности. Расположение оборудования вне здания улучшает санитарно-гигиени- ческие условия труда, повышает уровень безопасности взрывоопасных производств и резко сокращает объем строительных работ.
Они сводятся к возведению фундаментов под оборудование, устройству навесов над ним, сооружению дорог и эстакад.
При открытом размещении оборудование можно устанавливать на железобетонных или стальных этажерках, либо на собственных фундаментах или постаментах. Расположение оборудования вне зданий создает предпосылки для его укрупнения.
Особенно важно размещать оборудование на открытых площадках для тех производств, где применяют сжиженные горючие газы, образующие взрывоопасные смеси с воздухом. При открытых этажерках следует устраивать мостики, переходы, лестницы для свободного доступа к оборудованию. Необходимо отметить повышенную пожароопасность наружных установок, что объясняется отсутствием локализующих очаг пожара ограждающих конструкций. Поэтому вопросы пожарной безопасности приобретают особую важность.
Технико-экономический анализ показателей ряда запроектированных и построенных в последнее время предприятий показал, что сметная стоимость в зависимости от количества выносимого на открытые площадки оборудования может быть снижена на 5−8 %, а стоимость строительной части почти в 2 раза.
На примере сернокислотного производства показаны варианты размещения оборудования в помещении и на открытых площадках (рис. 1.16).
46
1.8.3. Вспомогательные здания и помещения химических предприятий
Помимо технического и строительного совершенства промышленных зданий, высокой степени механизации и автоматизации производств, неотъемлемой особенностью промышленных предприятий должен быть высокий комфорт обслуживания работающих на предприятиях, связанный с обеспечением их быта, отдыха и культурного досуга. Сумма вопросов, составляющих эту проблему проектирования, называется культурно-бытовым обслуживанием работающих или социальным обслуживанием.
Проектирование культурно-бытового обслуживания связано с возведением соответствующих объектов на территории предприятия или вблизи его зданий, помещений и устройств санитарно-гигиенического обслуживания, зданий и помещений общественного питания, поликлиник, медицинских пунктов, помещений для отдыха, клубных и спортивных зданий и некоторых других сооружений.
На всех производствах химической промышленности предусматривают гардеробные, душевые, умывальные и – в зависимости от характера производства – сушилки, камеры обезвреживания, обеспыливания одежды, фотарии и др. Для групп производственных процессов с резко выраженными процессами вредности (применение анилина, свинца, ртути, мышьяка, фосфора, радиоактивных и других веществ) гардеробные и душевые устраиваются в виде пропускника.
Особые требования предъявляют к вспомогательным и бытовым зданиям и помещениям, которые расположены в зоне производственных цехов и установок, если в них применяют легковоспламеняющиеся жидкости, горючие газы. Вспомогательные помещения на территории кварталов с взрывоопасными производствами следует располагать в отдельно стоящих зданиях, с учетом размещения их на расстоянии не более 300 м от рабочих мест. В этих зданиях можно размещать помещения подсобно-производственного назначения, помещения КИП и автоматики.
Вспомогательные помещения для персонала, обслуживающего технологическое оборудование на наружных установках, размещают в отдельно стоящих зданиях без специальных переходов. Если технологическое оборудование расположено в закрытых отапливаемых зданиях с постоянными рабочими местами, вспомогательные здания с бытовыми помещениями соединяют отапливаемыми переходами или пристраивают их к производственным помещениям, соединяя при этом тамбуром-шлюзом с подпором воздуха в шлюзах.
Кроме того, вспомогательное здание можно пристроить в местах расположения лестничных клеток, к поэтажным вестибюлям, к невзрываемым помещениям. Система бытового обслуживания может быть централизованной, т. е. каждой установке свой комплекс бытовых устройств, либо частично цен-
47
трализованной, когда некоторые бытовые устройства установок и производств объединяют в общем блоке, либо централизованной. Административ- но-бытовые здания следует размещать по возможности равномерно по всей территории предприятий, по зонам, как правило, по периферии кварталов и у мест движения рабочих. При централизованной системе бытового обслуживания появляется возможность проектировать систему бытового обслуживания как самостоятельный элемент генерального плана. при такой системе бытовые помещения размещают, как правило. в отдельно стоящих зданиях.
1.8.4. Склады промышленных предприятий
Проектирование складов ставит своей целью наиболее рационально решать следующие задачи:
1.Равномерно и надежно снабжать сырьем и материалами процесс производства и заказчиков, которым данное предприятие поставляет полуфабрикаты или изделия.
2.Регулировать движение материалов на производстве между участками, цехами и т. д.
3.Обеспечить контроль за складируемыми материалами и выдачу информации об их движении.
4.Максимально сокращать оборот материалов в сфере складирования и транспортировки до момента их передачи производству.
По своему назначению склады промышленных предприятий могут быть подразделены на следующие этапы: склады сырья и основных материалов; склады промежуточных изделий и полуфабрикатов; склады готовой продукции; прочие склады (вспомогательные и промежуточные).
По типу здания и характеру группировки склады промышленных предприятий подразделяют на открытые и под навесом; закрытые (одноэтажные и многоэтажные) и специальные. По размещению на генеральном плане промышленного предприятия склады подразделяют на отдельно стоящие, примыкающие к цехам, внутрицеховые (встроенные), внеплощадочные, периферийные и размещаемые в центре предприятия или промышленного района. По группам санитарных и пожарных требований склады подразделяются на следующие:
−склады легковоспламеняющихся, взрывчатых, ядовитых веществ, огнеопасных реактивов, концентрированной кислоты и т. п.;
−склады горюче смазочных материалов, нефтебазы;
−склады пиломатериалов, бумаги, текстиля, полимерных материалов;
−склады, требующие особой изоляции (радиоактивные материалы);
−прочие склады, предназначенные для хранения материалов, не опасных в пожарном отношении (запасные части, инструменты и т. п.).
Открытые склады предназначены для хранения материалов и изделий, не подвергающихся изменениям от воздействия различных метеорологических условий (температур, атмосферных осадков, солнечных лучей и т. п.).
48
Площадки открытых складов могут располагаться на уровне земли или иметь вид приподнятых над землей платформ. Небольшие открытые склады на заводских площадках оборудуют автомобильными железнодорожными кранами, укладочными машинами и переходными транспортерами. Большие открытые склады для хранения сыпучих материалов навалом оборудуют мостовыми кранами на эстакадах.
Навесы и платформы (полузакрытые склады) предназначены для хранения материалов, нуждающихся в защите от дождя, снега и солнечных лучей.
Навесы представляют собой кровлю, поддерживаемую столбами. Для хранения материалов, требующих защиты от воздействия температуры, атмосферных осадков и запыления, проектируют закрытые склады (здания) – одноэтажные и многоэтажные. Размеры площадей закрытых складов рассчитывают по действующим нормам технологического проектирования.
Складская площадь подразделяется на:
−полезную грузовую площадь, занятую штабелями материалов или стеллажами;
−оперативную площадь, занятую проходами, сортировочными и прие- мо-распределительными площадками, весовыми устройствами и служебными помещениями;
−конструктивную площадь.
Взакрытых складских помещениях должно быть обеспечено применение наиболее прогрессивной технологии складирования и организации комплексной механизации погрузочно-разгрузочных работ.
При проектировании однопролетных и многопролетных складских зданий без подвесного и с подвесным транспортом, а также оборудованных мостовыми кранами применяют унифицированные типовые секции и габаритные схемы.
Высоту помещений одноэтажных складских зданий принимают 3,6; 4,8; и 6 м, размеры проходов и проездов в складских зданиях определяются в зависимости от габаритных размеров, хранимых в них материалов, способа транспортирования и места их хранения. Длина зависит от заданной емкости склада.
Многоэтажные склады проектируются с учетом специальных технологических требований или технико-экономических обоснований, в условиях городской застройки или на участках с резко выраженным рельефом. Многоэтажные складские здания проектируют шириной не менее 30 м. Многоэтажные склады оборудуются грузовыми лифтами и подъемниками непрерывного действия.
Вопросы размещения складского хозяйства на генеральном плане групп предприятий должны решаться комплексно:
а) во взаимосвязи с выбором рациональных видов транспорта для внешних и внутренних грузовых операций;
49