• poskytují informaci o procesních aparátech a jejich vzájemném propojení • více druhů schémat dle určení a podrobnosti • blokové schéma – každý procesní aparát (jednotková operace) je zakreslena jako blok (obdélník) a propojena s dalšími bloky prostřednictvím čar znázorňujících proudy (potrubí, dopravníky) • PDF (process flow diagram) – podrobné technologické schema rozlišující typy procesních aparátů. Jednotlivé aparáty jsou propojeny proudy zahrnujícími armatury a pohonné systémy. • PID (piping and instrumentation diagram) – PFD rozšířené o schéma měření a regulace procesních veličin • izometrické schéma – technologické schéma zejména potrubní sítě zakreslené s ohledem na prostorové uspořádání – používá se k výpočtu potrubních linek • 3D technologické schéma – detailní 3D výkres aparátů a potrubí. Stále častěji využívané pro účely rozšiřování a renovace výrob. Technologická schémata
35
Embed
Technologickáschématauchi.vscht.cz/uploads/pedagogika/ucht/Technologicka...• na každém patře je pomocí přepadu udržována hladina kapaliny • prostřednictvím děr, kloboučků
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
• poskytují informaci o procesních aparátech a jejich vzájemném propojení
• více druhů schémat dle určení a podrobnosti
• blokové schéma – každý procesní aparát (jednotková operace) je
zakreslena jako blok (obdélník) a propojena s dalšími bloky
prostřednictvím čar znázorňujících proudy (potrubí, dopravníky)
• PDF (process flow diagram) – podrobné technologické schema rozlišující
typy procesních aparátů. Jednotlivé aparáty jsou propojeny proudy
zahrnujícími armatury a pohonné systémy.
• PID (piping and instrumentation diagram) – PFD rozšířené o schéma
měření a regulace procesních veličin
• izometrické schéma – technologické schéma zejména potrubní sítě
zakreslené s ohledem na prostorové uspořádání – používá se k výpočtu
potrubních linek
• 3D technologické schéma – detailní 3D výkres aparátů a potrubí. Stále
častěji využívané pro účely rozšiřování a renovace výrob.
Technologická schémata
• nejjednodušší technologické schéma
• poskytuje základní informace o vstupech, výstupech a návaznosti jednotkových
operací
Bloková schémata
• rozšířené blokové schéma
• poskytuje základní informace o typech aparátů a zařízení
• k tvorbě se používají standardizované značky
• standardy se postupně vyvíjí, stále lze často narazit na schéma dle dřívějších
norem
• existují mutace mezi blokovým schématem a PFD
PFD – process flow diagram
• PFD rozšířené o pohony, dopravníky, schéma měření a regulace procesních
veličin
• charakterizace potrubí a zařízení (rozměr, tlak, materiál)
• k tvorbě se používají standardizované značky
• mimo procesních proudů obsahuje i proudy informační (datové, řídící)
PID – piping and instrumentation diagram
• poskytuje informace především o prostorovém uspořádání potrubí
• používá se k identifikaci problematických (a potenciálně problematických)
míst v potrubní síti
Izometrické schéma
• poskytuje informaci výhradně o prostorovém uspořádání technologie
• v současnosti je důležité pro plánování nových aparátů, či údržbu a
modernizaci stávajících
• zařízení jsou navrhována tak, aby „zapadla“ do stávající infrastruktury výroby
3D technologické schéma
• standardizované značky pro aparáty a armatury
• jednotlivé značky řazeny do skupin
• definovaná pravidla pro značení
• nádob
• potrubních linek
• armatur
• měřících prvků
• řídících prvků
• potrubní linky označovány silnou plnou čarou
• schematické značky a měřicí místa označována tenkou plnou čarou
• datové (řídící) linky označovány tenkou přerušovanou čarou
• standardy značek dány normami ČSN EN ISO 10628-1 a ČSN EN ISO 10628-
2
PFD a PID značky
obecná cisterna, obecná nádrž
Nádoby
nádrž s klenutým vrchem
určená pro skladování kapalin a plynů, vrch odolný proti
zvýšenému tlaku, spodek nádoby obvykle pod zemí
nádrž s klenutým dnem a vrchem
určená pro skladování kapalin a plynů při vyšších tlacích
nádrž s kónickým (kuželovým) dnem, nádrž s
kónickým dnem a klenutým vrchem
určená pro skladování kapalin sypkých hmot
Separátory
obecný usazovák, gravitační usazovák
rozsazování vícefázových systémů na základě odlišné hustoty
• dělení suspenzí (pevné částice v kapalině)
• dělení nemísitelných kapalin, nestabilních emulzí
• uspořádání protiproudé, nebo s křížovým tokem
• kritická vlastnost pro návrh je usazovací rychlost částice vu
• základní návrhový parametr je plocha usazováku Su
𝑆𝑢 = 𝐾 ∙ Τ𝑄 𝑣𝑢
K = 0,7-0,8: protiproudé (vertikální) uspořádání
0,4-0,6: horizontální uspořádání
• pro horizontální nádrže doporučeno d:š ≥ 3:1; š:h ≈ 1-2:1
• mohou sloužit k třídění částic dle hustoty či velikosti
např. pro třídění kovových rud
Usazováky
cyklón
oddělování suspenzí a prachů na základě rozdílné hustoty částice a
tekutiny
• suspenze je přivedena tangenciálně do válcové nádoby
• částice mají vyšší hmotnost – odstředivá síla je nese na stěny
• třením částic o stěny se částice zpomalí a padají ke dnu
Separátory
odstředivka, vysokorychlostní odstředivka
dělení systémů kpalina-tuhá fáze a kapalina-kapalina na základě
rozdílných hustot
• pro systémy kapalina-kapalina s nízkým rozdílem hustot
• pro suspenze s nízkou usazovací rychlostí: 𝑣𝑢 ∝ 𝑎𝑜0.5−1
• hybnou silou není gravitační síla ale odstředivá
• odstředivé zrychlení může být mnohonásobně vyšší, než
gravitační
• 𝑎𝑜 = 𝑅 ∙ 𝜔2 = 𝑅 ∙ 2𝜋𝑓 2
• příkladem je pračka s průměrem bubnu
40 cm
f = 900 min-1 ao = 181g
f = 1200 min-1 ao = 322g
f = 1500 min-1 ao = 503g
Separátory
obecná sušárna
odstranění vlhkosti z materiálu do sušicího vzduchu
Separátory
• vsádkové i kontinuální uspořádání
lísková (skříňová) sušárna
• vsádková sušárna – materiál je umístěn na lískách v komoře
profukované teplým vzduchem
pásová sušárna, bubnová sušárna
• kontinuální sušárna – materiál je na pohyblivém pásu (v
nakloněném otáčejícím se bubnu), proti směru pohybu
materiálu je přiváděn sušící vzduch
• součástí sušárny je předehřev sušicího vzduchu – kalorifer
• pás (buben) může být vyhřívaný
Separátory
rozprašovací sušárna
Separátory
• suspenze je rozstřikována do prostoru sušárny prostřednictvím
rotační trysky
• v závislosti na rychlosti proudění vzduchu je materiál buď
sbírán na dně sušárny, nebo je unášen ze sušárny do cyklónu
obecný filtr, kapalinový filtr
odstranění pevných částic z tekutiny na základě jejich velikosti
Separátory
• běžné součásti potrubních linek – např. česle, sací koš, sítka
• slouží k ochraně procesních aparátů – čerpadel, armatur,
reaktorů
plynový filtr
odstranění pevných částic z plynu na základě jejich velikosti
filtr s pevným ložem, pískový filtr, filtrační nuč
kalolis
Separátory
• velkokapacitní filtr
• umožňuje filtraci za zvýšeného tlaku
• vsádkový provoz – filtrace je následována rozebráním, čištěním
a sestavením kalolisu
bubnový filtr
Separátory
• kontinuální filtr
• umožňuje vakuovou filtraci a promývání koláče
obecná kolona
zařízení k dvoufázovému (třífázovému) sdílení hmoty
Separátory
• nejběžnější aparát chemického průmyslu
• dosahují výšek až 100 m a průměrů až 20 m
• absorpční kolony – sdílení hmoty mezi kapalinou (přiváděnou
shora) a plynem (přiváděným buď shora – souproudé
uspořádání, nebo zdola – protiproudé uspořádání)
• destilační kolony (rektifikační kolony) – sdílení hmoty mezi
kapalinou (shora) a párou (zdola)
• běžnými součástmi kolon jsou vařák – vývoj páry – a
kondenzátor – vznik kapalné fáze kolony
• extrakční kolony – sdílení hmoty mezi dvěmi nemístitelnými
(omezeně mísitelnými) kapalinami
• součástí bývá systém regenerace extrakčního činidla –
destilace, další extrakce
patrová kolona
Separátory
• uvnitř kolony jsou vestavby v podobě pater
• sítových - děrovaný plech
• kloboučkových
• ventilových
• na každém patře je pomocí přepadu udržována hladina kapaliny
• prostřednictvím děr, kloboučků a ventilů je plyn (pára, lehčí
kapalina) nucena procházet vrstvou kapaliny na příslušném
patře
• na mezifázové ploše kapalina-plyn dochází k přenosu hmoty
• vlivem probublávání kapaliny dochází k promíchávání
• na povrchu kapaliny obvykle vzniká pěna
• pro každé patro je plyn nucen procházet vrstvou kapaliny o
výšce h a překonat tak hydrostatický tlak p = hρg
• běžné kolony mají až stovky pater
Patrové kolony
plněná kolona
Separátory
• u patrových kolon je potřeba překonávat značný odpor (á 1
kPa/patro)
• alternativní možnosti je sdílet hmotu mezi kapalným filmem
stékajícím po vhodné výplni a plynem
• výplně sypané – jednotlivá tělíska jsou náhodně sypána do
kolony, kapalina stéká v podobě filmu a kapek po jednotlivých