В технологическом оборудовании. Виды мембранных предохранительных устройств

Взрывное повышение давления технологической среды внутри оборудования – одна из наиболее опасных аварийных ситуаций, предшествующих или сопутствующих пожару. Под взрывом понимают широкий круг явлений, связанных с выделением большого количества энергии в ограниченном объеме за очень короткий промежуток времени.

Наиболее опасным внешним проявлением взрывов горючих систем в замкнутом объеме является быстрое повышение давления, причем (не считая детонации) максимальное давление взрыва может превышать начальное в 8–10, реже в 12 раз. Высокая температура продуктов сгорания (до 2000 К и выше), как правило, не представляет серьезной опасности для оборудования, поскольку теплоемкость газов незначительна по сравнению с теплоемкостью материала оборудования, поэтому температура стенок повышается всего на несколько десятков градусов.

Для обеспечения требуемой прочности оборудования необходимо, прежде всего, определить максимальное давление взрыва по формуле

где р _взр и р _р – конечное давление взрыва и начальное рабочее давление в аппарате перед взрывом; T _взр и T _нач – температура продуктов горения при взрыве и начальная температура горючей смеси; m, n – количество молей в продуктах горения и в исходной смеси (по уравнению реакции горения).

При разрушении аппаратов вследствие взрывного повышения давления создаются условия для быстрого распространения пожара в результате выброса горящего содержимого аппарата в производственном цехе или на открытой площадке, повреждения осколками соседнего технологического оборудования, разрушающего действия ударной волны. Разрушение аппаратов при взрывном повышении давления технологической среды часто приводит к гибели людей, оказавшихся в зоне поражения опасными факторами пожара.

При отсутствии эффективных средств защиты взрывное разрушение аппаратов вызывает повреждение зданий, сооружений и оборудования, увеличивает размер ущерба, осложняет обстановку на пожаре, затрудняет действия по ликвидации аварии и пожара. Поэтому защита технологического оборудования от взрыва позволяет обеспечить взрывобезопасность всего производства.

В промышленности для безопасного сброса давления взрыва применяются взрывные клапаны и предохранительные мембранные устройства (предохранительные мембраны).
Предохранительные мембраны в зависимости от принципа срабатывания бывают:

§ - разрывные;

§ - ломающиеся;

§ - отрывные;

§ - срезные;

§ - хлопающие;

§ - специальные (выщелкивающие) и т.д.

29. Машины для проведения механических процессов. Оборудование для проведения гидродинамических процессов.

Технологические процессы, а также оборудование, в котором эти про­цессы протекают, в зависимости от способов создания движущей силы подразделяются на механические, гидродинамические, тепловые, диффу­зионные и химические.

Механические процессы Связаны с обработкой и перемещением твер­дых кусковых и зернистых материалов (измельчение, рассев, дозирование, транспортировка, прессование, фрезерование и другие процессы). Обору­дование для проведения механических процессов – дробилки, мельницы, классификаторы, дозаторы, элеваторы, транспортеры, прессы, фрезерные станки и пр.

Гидродинамические или гидромеханические процессы Связаны с обра­боткой неоднородных систем, состоящих из двух и большего количества фаз, а также с перемещением и хранением жидкостей, сыпучих и пылевид­ных материалов, сжатием и хранением газов (отстаивание, центрифугиро­вание, фильтрация, перемешивание, транспортировка, компремирование и другие процессы). Оборудование: отстойники, центрифуги, циклоны, фильтры, мешалки, насосы, компрессоры, резервуары и тому подобные аппараты и машины.

Тепловые процессы Связаны с передачей тепла от одной среды к дру­гой (нагрев, охлаждение, испарение, конденсация, плавление, кристалли­зация и другие процессы). Оборудование для проведения тепловых про­цессов: теплообменники (общее название аппаратов для проведения про­цессов нагрева, охлаждения, испарения, конденсации), печи (трубчатые, плавильные и другие печи), котлы и тому подобное оборудование.

Диффузионные, или массообменные, процессы Связаны с переходом вещества из одной фазы в другую за счет диффузии (ректификация, газо­фракционирование, экстракция, абсорбция, адсорбция, сушка и другие процессы). Оборудование для проведения диффузионных процессов: рек­тификационные колонны, экстракторы, абсорберы, адсорберы, сушилки и другие аппараты.

Химические процессы Связаны с химическими превращениями участ­вующих в производстве веществ с получением новых соединений. К этому виду относится большая группа химических процессов в различных отрас­лях народного хозяйства: в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности – крекинг, пиролиз, риформинг, алкилиро-вание, изомеризация, полимеризация, дегидрирование и др.; в энергетиче­ской, топливной и металлургической – окисление, газификация, гидроге-нолиз, коксование, восстановление, электролиз и др.; в пищевой, текстиль­ной и бумажной – гидрогенизация, омыление, ксантогенирование, гидро­лиз и т. д. Номенклатура оборудования для проведения химических про­цессов также разнообразна: реакторы и печи различных видов, колонны синтеза и варочные котлы, автоклавы и электролизеры и другое оборудо­вание.

Приведенная классификация в определенной мере условная, т. к. в технологическом оборудовании может одновременно протекать два и бо­лее процессов. Например, в реакторах наряду с химическими протекают тепловые и диффузионные процессы; в кристаллизаторах – тепловые и гидромеханические и т. д. Практически во всех аппаратах и машинах про­исходит перемещение или смешивание веществ и материалов, то есть осу­ществляются гидромеханические и механические процессы.