безопасности определяются уровнем пожарной опасности производственного объекта. Все это определено в ГОСТ Р 12.3.047–98. «Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля» [8].

В соответствии с этим документом предусматриваются две категории опасности, определяемые составом групп пожаровзрывоопасных веществ

взонах размещения технологических установок и их пороговым количеством:

–технологические процессы повышенной пожарной опасности;

–технологические процессы с простым уровнем пожарной опасности,

вкоторых обращаются горючие жидкости и горючие твердые вещества, не характерные для технологических процессов повышенной опасности, или общее количество пожаровзрывоопасных веществ.

1.3. Физико-химические закономерности в технологии

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции совершается молекулярной диффузией или конвекцией. При сильном перемешивании реагирующих веществ конвективный перенос называют также турбулентной диффузией. В двухили многофазных системах подвод реагирующих компонентов может совершаться абсорбцией, адсорбцией или десорбцией газов, конденсацией паров, плавлением твердых веществ или их растворением, испарением жидкостей или возгонкой твердых веществ.

Химические реакции – это второй этап химико-технологического процесса. В реагирующей системе обычно происходит несколько последовательных (а иногда и параллельных) химических реакций, приводящих к образованию основного продукта, а также протекают побочные процессы между основными исходными веществами и примесями, которые в исходном сырье неизбежны. В результате кроме основных продуктов образуются побочные продукты или же отходы и отбросы производства.

10

Параметром технологического режима называют величину, харак-

теризующую какое-либо устройство или режим работы аппарата, используемую в качестве основного показателя их действия (протекания). К основным параметрам технологического процесса относятся температура,

давление, концентрация реагентов, объемная скорость потока реагентов, сила тока, напряжение и ряд других величин. По фазовому состоя-

нию все системы взаимодействующих веществ и соответствующие процессы разделяют на однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные).

Гомогенные системы – это системы, в которых все реагирующие вещества находятся в одной фазе: либо в газообразном, либо в жидком, либо в твердом состоянии. Фаза – это однородная часть системы, ограниченная поверхностью раздела.

Гетерогенные системы – это системы, в которых реагирующие вещества могут быть двухфазные или многофазные, например, один из реагирующих компонентов – газ, а другой – жидкость или твердое вещество. В производственной практике наиболее часто встречаются такие двухфазные системы: газ–жидкость (г–ж), газ–твердое (г–т), жидкость–твердое (ж–т). Но могут быть и другие варианты: ж –ж (имеются в виду несмешивающиеся жидкости), т–т. Гетерогенные системы могут быть и многофазные, такие как г–ж–т, г–т–т, ж–т–т, г–ж–т–т и т. п.

2. Т Е Х НОЛ ОГ ИЧЕ СК ОЕ ОБОРУ ДОВАНИЕ

2.1. Технологические процессы

Технологический аппарат – это техническое устройство, в котором возможно производить различные манипуляции, например перерабатывать, транспортировать, хранить сырье и продукты переработки.

Оборудование и аппаратура, используемые в технологическом процессе, подразделяются на основные и вспомогательные. К основной аппаратуре относят химические реакторы, в которых реализуется собственно

11

процесс химического превращения сырья в готовую продукцию. К вспомогательной аппаратуре относят те аппараты, назначением которых является подготовка, перемещение и разделение веществ, участвующих в процессе.

Тепловые процессы.

Ктепловым процессам относятся: нагревание, охлаждение, конденсация, испарение и выпаривание, теплообмен.

Тепловые процессы протекают в различных теплообменных и огневых аппаратах, плавильных, нагревательных печах и холодильниках.

Нагревание – процесс повышения температуры перерабатываемых материалов путем подвода к ним тепла. Нагревание применяется в хими- ко-технологическом процессе для ускорения массообменных и химических процессов.

Охлаждение – процесс понижения температуры перерабатываемых веществ и материалов путем отвода от них тепла. В качестве хладагентов для охлаждения применяются вода, воздух, холодильные растворы.

Конденсация – процесс сжижения паров вещества путем отвода от них тепла. По принципу контакта хладагента с конденсируемым паром различают следующие виды конденсации: поверхностную конденсацию, когда сжижение паров происходит на поверхности охлаждаемой водой стенки аппарата; конденсацию смешением, когда охлаждение и сжижение паров происходит при непосредственном контакте их с охлаждающей водой.

Выпаривание – процесс концентрирования растворов твердых нелетучих веществ путем удаления из них летучего растворителя в виде пара. Условием протекания процесса выпаривания является равенство давления пара над раствором и давления пара в рабочем объеме выпарного аппарата.

Гидромеханические и аэромеханические процессы.

Кгидромеханическим и аэромеханическим процессам, протекающим

вгетерогенных фазах (минимум, двухфазных) и подчиняющимся законам гидродинамики, относятся: осаждение, отстаивание, фильтрование, псевдоожижение, циклонирование, центрифугирование.

12

Осаждение – это процесс разделения жидких или газовых неоднородных систем путем выделения из жидкой или газовой фазы твердых или жидких частиц дисперсной фазы.

Для отстаивания применяются отстойники различного типа периодического и непрерывного действия, снабженные в ряде случаев гребками для удаления твердого осадка.

Для циклонирования применяются аппараты-циклоны, в которых центробежная сила возникает за счет вращения потока газа или жидкости. Способ циклонирования применяется для разделения пыли и реже – для разделения суспензий (гидроциклирование).

Для центрифугирования (разделение суспензий и эмульсий) используются центрифуги, в которых центробежная сила создается за счет вращения самого аппарата. Центрифуги для разделения эмульсий называются сепараторами.

Фильтрование – это процесс разделения суспензий, пылей и туманов путем пропускания их через пористую перегородку (фильтр), способную задерживать взвешенные в дисперсионной среде частицы. В качестве материала фильтров используются зернистые материалы (гравий, песок), ткань, сетки из металлических и полимерных нитей, пористые керамика и пластические массы.

Псевдоожижение – процесс приведения твердого зернистого материла в состояние, при котором его свойства приближаются к свойствам жидкости. Псевдоожиженные системы способны принимать форму аппарата (емкости), перемещаться по трубопроводу, выталкивать тела меньшей плотности. Такие системы обладают свойствамивязкости и текучести.

Диффузионные (массообменные) процессы.

Массообменные процессы – это процессы, которые определяются скоростью переноса вещества из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия (скорость массопередачи). В процессе массообмена принимают участие три компонента: распределяющее вещество, составляющее первую фазу; распределяющее вещество, составляющее вторую фазу, и распределяемое вещество, переходящее из первой фазы во вторую.

13