Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Технологі́чний апара́т — технологічне устаткування, що призначене для здійснення в ньому хімічних, фізичних або фізико-хімічних процесів (хімічна реакція, теплообмін без зміни агрегатного стану, випаровування, конденсація, кристалізація, розчинення, випарювання, ректифікація, абсорбція, адсорбція, сепарація, фільтрація тощо) а також для зберігання чи переміщення в них різноманітних речовин.
За ДСТУ 3007-95:
Апарат (технологічний) — устаткування, з обов'язковою наявністю робочого органу для здійснення впливу на продукти, який змінює їхні фізичні та хімічні властивості або агрегатний стан
Загальні поняття
Апаратними називають технологічні процеси, які протікають під впливом теплової, хімічної або електричної енергії у спеціальних апаратах: печах, реакторах, автоклавах, ваннах тощо. На відміну від механічних процесів, за яких змінюються розміри, форма і зовнішній вигляд предмета праці, в апаратних процесах одержують продукт, відрізняється від сировини за хімічним складом чи агрегатним станом.
Апаратні процеси поширені в хімічній, нафтопереробній, металургійній, харчовій промисловості, а також у виробництві електричної та теплової енергії.
У залежності від виду процесу, що відбувається в технологічному апараті, останній отримує свою назву: хімічний реактор, ядерний реактор, теплообмінник, конденсатор тощо.
Речовини, що містяться чи переробляються в апаратах, можуть: перебувати у різних агрегатних станах (частіше у рідкому чи газоподібному, рідше у твердому), мати різну хімічну активність (стосовно конструкційних матеріалів) — від інертних до агресивних, бути стосовно обслуговчого персоналу нешкідливими аж до шкідливих та вибухо- вогненебезпечних.
Режими роботи
Різні технологічні процеси в апаратах здійснюються при різних, властивих кожному процесу, тисках — від глибокого вакууму до надлишкового у сотнях тисяч кПа та температурах — від —250 до +900 °C.
Режим роботи апаратів може бути неперервним і періодичним, а встановлення апаратів може бути стаціонарним (у приміщенні чи на відкритому майданчику) і нестаціонарним (передбачає чи допускає переміщення апарату).
Особливості будови технологічних апаратів
Усі апарати поряд з наявністю в них своїх специфічних пристроїв, зазвичай складаються з таких основних елементів:
- циліндричного корпусу (з однієї чи декількох обичайок);
- днища;
- кришки;
- штуцерів (для приєднання трубопровідної арматури та трубопроводів);
- пристроїв для приєднання контрольно-вимірювальних приладів;
- люків;
- опор;
- зварних і фланцевих з'єднань;
- риштування.
Власне апарати поділені за найзручнішою для конструювання ознакою на три характерних види: ємнісні, теплообмінні і колонні.
Ємкісні апарати
Основною ознакою ємкісних апаратів є відношення довжини (висоти) до діаметра H/D ≤ 5, у яких можуть бути різноманітні спеціальні внутрішні пристрої (мішалки, розбризкувачі тощо), а також зовнішні обігрівальні (охолоджувальні) сорочки.
Теплообмінні апарати
Відрізняльною ознакою теплообмінників (переважно кожухотрубних) є наявність у них теплообмінної поверхні незалежно від розташування апарата (горизонтального чи вертикального).
Колонні апарати
Особливістю колонних апаратів є їх вертикальне розташування та відношення H/D > 5, у яких розміщені додаткові пристрої у вигляді тарілок чи насадок (у сорбційних та ректифікаційних колонах).
Основні розрахункові параметри
Основними розрахунковими параметрами для вибору конструкційного матеріалу і розрахунку елементів апарату на міцність є температура і тиск середовища робочого процесу.
Температура
Розрізняють робочу і розрахункову температури:
Робоча температура t — це температура середовища технологічного процесу при нормальному його перебігу.
Розрахункова температура tR — це температура стінки для визначення фізико-механічних характеристик конструкційного матеріалу і допустимих напружень. Визначається на основі теплового розрахунку та результатів випробувань.
Тиск
Розрізняють робочий, розрахунковий, умовний (номінальний) і пробний тиски.
Робочий тиск p — максимальний внутрішній надлишковий або зовнішній тиск середовища в апараті при нормальному перебігу технологічного процесу без врахування гідростатичного тиску і допустимого короткочасного підвищення тиску під час спрацювання запобіжного пристрою (клапана). Для випадку розрідження робочим тиском є вакуум.
Розрахунковий тиск pR — максимальний допустимий робочий тиск, на який роблять розрахунок міцності і стійкості елементів апарату при їх максимальній температурі.
Умовний (номінальний) тиск pу — надлишковий робочий тиск при температурі елементів апарату 20 °C (без врахування гідростатичного тиску). Умовні тиски приймають за ГОСТ 356-80 при стандартизації апаратів та їх вузлів з ряду 0,10 (1,0); 0,16 (1,6); 0,25 (2,5); 0,40 (4,0); 0,63 (6,3); 1,00 (10); 1,60 (16); 2,50 (25); 4,00 (40); 6,30 (63); 10,00 (100); 12,50 (125); 16,00 (160); 20,00 (200); 25,00 (250); 32,00 (320); 40,00 (400); 50,00 (500); 63,00 (630); 80,00 (800); 100,00 (1000); 160,00 (1600); 250,00 (2500) МПа (кгс/см²).
Під пробним тиском (pпр) слід розуміти надлишковий тиск, при якому повинно проводитись гідравлічне випробування апарату, арматури і деталей трубопроводу на міцність і герметичність водою при температурі не менше 5 °C і не більше 70 °C, якщо в нормативно-технічній документації не зазначено конкретне значення цієї температури. Граничне відхилення значення пробного тиску не повинно перевищувати ± 5 %.
Класифікація технологічних апаратів
За ОСТ 26 291-94 технологічні апарати поділяються на п'ять груп:
- Група 1 — розрахунковий тиск pR>0,07 МПа незалежно від температури для вибухонебезпечного і пожежонебезпечного середовища 1 та 2 класів небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76
- Група 2 для наступних співвідношень розрахункових тиску і температури:
- 0,07 МПа < pR < 2,5 МПа, tR > +400 °С;
- 2,5 МПа < pR < 5,0 МПа, tR > +200 °С;
- 4,0 МПа < pR < 5,0 МПа, tR < —40 °С;
- pR > 5,0 МПа незалежно від температури.
- Група 3 для наступних співвідношень розрахункових тиску і температури:
- 0,07 МПа < pR < 1,6 МПа, 200 °С < tR < +400 °С та tR < -20 °С;
- 1,6 МПа < pR < 2,5 МПа, tR < +400 °С;
- 2,5 МПа < pR < 4,0 МПа, tR < +200 °С;
- 4,0 МПа < pR < 5,0 МПа, —40 °С < tR > +200 °С.
- Група 4 для співвідношень розрахункових тиску і температури:
- 0,07 МПа < pR < 1,6МПа, —20 °С < tR > +200 °С.
- Група 5а та Група 5б для розрахункового тиску pR<0,07 МПа незалежно від температури для вибухонебезпечного і пожежонебезпечного середовища 1, 2, 3 класів та 4 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76, відповідно.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 3007-95 Устаткування для виробництва цукру. Терміни та визначення
- ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные пробные и рабочие. Ряды.
- ОСТ 26 291-94 Сосуды и апраты стальные сварные. Общие технические условия.
- ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.
Джерела
- Тимонин А. С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования: справочник: учеб. пособие / А. С. Тимонин. — 2-е изд., перераб. и доп. — Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002. Т. 1. — 2-е изд., перераб. и доп. — 2002. — 852 с. —
- Орлов П. И. Основы конструрования. Спрвочно-методическое пособие. Книга 1. — М.: Машиностроение, 1988.
- Орлов П. И. Основы конструрования. Спрвочно-методическое пособие. Книга 2. — М.: Машиностроение, 1988.
Література
- Колонні апарати в нафтопереробці та нафтохімії: Навч. посіб. для студ. напряму 0916 «Хім. технологія та інженерія» для спец. 7.091604 «Хім. технологія палива та вуглец. матеріалів» / П. І. Топільницький, О. Б. Гринишин; Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Л., 2004. — 144 c. — Бібліогр.: с. 139—141.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Tehnologi chnij apara t tehnologichne ustatkuvannya sho priznachene dlya zdijsnennya v nomu himichnih fizichnih abo fiziko himichnih procesiv himichna reakciya teploobmin bez zmini agregatnogo stanu viparovuvannya kondensaciya kristalizaciya rozchinennya viparyuvannya rektifikaciya absorbciya adsorbciya separaciya filtraciya tosho a takozh dlya zberigannya chi peremishennya v nih riznomanitnih rechovin Teploobminnij aparatPromislovi rektifikacijni koloniKondensator u rozriziYemkisnij himichnij reaktor u rozrizi periodichnoyi diyi z mishalkoyu ta oholodzhuvalnoyu sorochkoyuYemkisnij himichnij reaktor viglyad zseredini z nerzhavkoyi stali ANSI 316 z tristupenevoyu mishalkoyu pid chas perevirki vnutrishnogo stanu Za DSTU 3007 95 Aparat tehnologichnij ustatkuvannya z obov yazkovoyu nayavnistyu robochogo organu dlya zdijsnennya vplivu na produkti yakij zminyuye yihni fizichni ta himichni vlastivosti abo agregatnij stanZagalni ponyattyaAparatnimi nazivayut tehnologichni procesi yaki protikayut pid vplivom teplovoyi himichnoyi abo elektrichnoyi energiyi u specialnih aparatah pechah reaktorah avtoklavah vannah tosho Na vidminu vid mehanichnih procesiv za yakih zminyuyutsya rozmiri forma i zovnishnij viglyad predmeta praci v aparatnih procesah oderzhuyut produkt vidriznyayetsya vid sirovini za himichnim skladom chi agregatnim stanom Aparatni procesi poshireni v himichnij naftopererobnij metalurgijnij harchovij promislovosti a takozh u virobnictvi elektrichnoyi ta teplovoyi energiyi U zalezhnosti vid vidu procesu sho vidbuvayetsya v tehnologichnomu aparati ostannij otrimuye svoyu nazvu himichnij reaktor yadernij reaktor teploobminnik kondensator tosho Rechovini sho mistyatsya chi pereroblyayutsya v aparatah mozhut perebuvati u riznih agregatnih stanah chastishe u ridkomu chi gazopodibnomu ridshe u tverdomu mati riznu himichnu aktivnist stosovno konstrukcijnih materialiv vid inertnih do agresivnih buti stosovno obslugovchogo personalu neshkidlivimi azh do shkidlivih ta vibuho vognenebezpechnih Rezhimi robotiRizni tehnologichni procesi v aparatah zdijsnyuyutsya pri riznih vlastivih kozhnomu procesu tiskah vid glibokogo vakuumu do nadlishkovogo u sotnyah tisyach kPa ta temperaturah vid 250 do 900 C Rezhim roboti aparativ mozhe buti neperervnim i periodichnim a vstanovlennya aparativ mozhe buti stacionarnim u primishenni chi na vidkritomu majdanchiku i nestacionarnim peredbachaye chi dopuskaye peremishennya aparatu Osoblivosti budovi tehnologichnih aparativUsi aparati poryad z nayavnistyu v nih svoyih specifichnih pristroyiv zazvichaj skladayutsya z takih osnovnih elementiv cilindrichnogo korpusu z odniyeyi chi dekilkoh obichajok dnisha krishki shtuceriv dlya priyednannya truboprovidnoyi armaturi ta truboprovodiv pristroyiv dlya priyednannya kontrolno vimiryuvalnih priladiv lyukiv opor zvarnih i flancevih z yednan rishtuvannya Vlasne aparati podileni za najzruchnishoyu dlya konstruyuvannya oznakoyu na tri harakternih vidi yemnisni teploobminni i kolonni Yemkisni aparati Osnovnoyu oznakoyu yemkisnih aparativ ye vidnoshennya dovzhini visoti do diametra H D 5 u yakih mozhut buti riznomanitni specialni vnutrishni pristroyi mishalki rozbrizkuvachi tosho a takozh zovnishni obigrivalni oholodzhuvalni sorochki Teploobminni aparati Dokladnishe Teploobminnij aparat Vidriznyalnoyu oznakoyu teploobminnikiv perevazhno kozhuhotrubnih ye nayavnist u nih teploobminnoyi poverhni nezalezhno vid roztashuvannya aparata gorizontalnogo chi vertikalnogo Kolonni aparati Osoblivistyu kolonnih aparativ ye yih vertikalne roztashuvannya ta vidnoshennya H D gt 5 u yakih rozmisheni dodatkovi pristroyi u viglyadi tarilok chi nasadok u sorbcijnih ta rektifikacijnih kolonah Osnovni rozrahunkovi parametriOsnovnimi rozrahunkovimi parametrami dlya viboru konstrukcijnogo materialu i rozrahunku elementiv aparatu na micnist ye temperatura i tisk seredovisha robochogo procesu Temperatura Rozriznyayut robochu i rozrahunkovu temperaturi Robocha temperatura t ce temperatura seredovisha tehnologichnogo procesu pri normalnomu jogo perebigu Rozrahunkova temperatura tR ce temperatura stinki dlya viznachennya fiziko mehanichnih harakteristik konstrukcijnogo materialu i dopustimih napruzhen Viznachayetsya na osnovi teplovogo rozrahunku ta rezultativ viprobuvan Tisk Rozriznyayut robochij rozrahunkovij umovnij nominalnij i probnij tiski Robochij tisk p maksimalnij vnutrishnij nadlishkovij abo zovnishnij tisk seredovisha v aparati pri normalnomu perebigu tehnologichnogo procesu bez vrahuvannya gidrostatichnogo tisku i dopustimogo korotkochasnogo pidvishennya tisku pid chas spracyuvannya zapobizhnogo pristroyu klapana Dlya vipadku rozridzhennya robochim tiskom ye vakuum Rozrahunkovij tisk pR maksimalnij dopustimij robochij tisk na yakij roblyat rozrahunok micnosti i stijkosti elementiv aparatu pri yih maksimalnij temperaturi Umovnij nominalnij tisk pu nadlishkovij robochij tisk pri temperaturi elementiv aparatu 20 C bez vrahuvannya gidrostatichnogo tisku Umovni tiski prijmayut za GOST 356 80 pri standartizaciyi aparativ ta yih vuzliv z ryadu 0 10 1 0 0 16 1 6 0 25 2 5 0 40 4 0 0 63 6 3 1 00 10 1 60 16 2 50 25 4 00 40 6 30 63 10 00 100 12 50 125 16 00 160 20 00 200 25 00 250 32 00 320 40 00 400 50 00 500 63 00 630 80 00 800 100 00 1000 160 00 1600 250 00 2500 MPa kgs sm Pid probnim tiskom ppr slid rozumiti nadlishkovij tisk pri yakomu povinno provoditis gidravlichne viprobuvannya aparatu armaturi i detalej truboprovodu na micnist i germetichnist vodoyu pri temperaturi ne menshe 5 C i ne bilshe 70 C yaksho v normativno tehnichnij dokumentaciyi ne zaznacheno konkretne znachennya ciyeyi temperaturi Granichne vidhilennya znachennya probnogo tisku ne povinno perevishuvati 5 Klasifikaciya tehnologichnih aparativ Za OST 26 291 94 tehnologichni aparati podilyayutsya na p yat grup Grupa 1 rozrahunkovij tisk pR gt 0 07 MPa nezalezhno vid temperaturi dlya vibuhonebezpechnogo i pozhezhonebezpechnogo seredovisha 1 ta 2 klasiv nebezpeki za GOST 12 1 007 76 Grupa 2 dlya nastupnih spivvidnoshen rozrahunkovih tisku i temperaturi 0 07 MPa lt pR lt 2 5 MPa tR gt 400 S 2 5 MPa lt pR lt 5 0 MPa tR gt 200 S 4 0 MPa lt pR lt 5 0 MPa tR lt 40 S pR gt 5 0 MPa nezalezhno vid temperaturi Grupa 3 dlya nastupnih spivvidnoshen rozrahunkovih tisku i temperaturi 0 07 MPa lt pR lt 1 6 MPa 200 S lt tR lt 400 S ta tR lt 20 S 1 6 MPa lt pR lt 2 5 MPa tR lt 400 S 2 5 MPa lt pR lt 4 0 MPa tR lt 200 S 4 0 MPa lt pR lt 5 0 MPa 40 S lt tR gt 200 S Grupa 4 dlya spivvidnoshen rozrahunkovih tisku i temperaturi 0 07 MPa lt pR lt 1 6MPa 20 S lt tR gt 200 S Grupa 5a ta Grupa 5b dlya rozrahunkovogo tisku pR lt 0 07 MPa nezalezhno vid temperaturi dlya vibuhonebezpechnogo i pozhezhonebezpechnogo seredovisha 1 2 3 klasiv ta 4 klasu nebezpeki za GOST 12 1 007 76 vidpovidno Div takozhRektifikacijna kolona Parokondensator Desorber Himichnij reaktorPrimitkiDSTU 3007 95 Ustatkuvannya dlya virobnictva cukru Termini ta viznachennya GOST 356 80 Armatura i detali truboprovodov Davleniya uslovnye probnye i rabochie Ryady OST 26 291 94 Sosudy i apraty stalnye svarnye Obshie tehnicheskie usloviya GOST 12 1 007 76 SSBT Vrednye veshestva Klassifikaciya i obshie trebovaniya bezopasnosti DzherelaTimonin A S Osnovy konstruirovaniya i rascheta himiko tehnologicheskogo i prirodoohrannogo oborudovaniya spravochnik ucheb posobie A S Timonin 2 e izd pererab i dop Kaluga Izd vo N Bochkarevoj 2002 T 1 2 e izd pererab i dop 2002 852 s ISBN 5 89552 043 X Orlov P I Osnovy konstrurovaniya Sprvochno metodicheskoe posobie Kniga 1 M Mashinostroenie 1988 Orlov P I Osnovy konstrurovaniya Sprvochno metodicheskoe posobie Kniga 2 M Mashinostroenie 1988 LiteraturaKolonni aparati v naftopererobci ta naftohimiyi Navch posib dlya stud napryamu 0916 Him tehnologiya ta inzheneriya dlya spec 7 091604 Him tehnologiya paliva ta vuglec materialiv P I Topilnickij O B Grinishin Nac un t Lviv politehnika L 2004 144 c Bibliogr s 139 141