Технологические процессы (по способу организации) Технологические процессы (по способу организации)

Периодические

Непрерывные

Комбинированные

Слайд 3. Классификация технологических процессов в зависимости

от способа их организации

Слайд остается на экране до демонстрации следующего по тексту рисунка:

Процессы характеризуются технологическим режимом, определяющим совокупность основных параметров (давление, температура, скорость протекания, тепло-массообменные характеристики, количественный выход продукта и его качество). Именно эти параметры лежат в основе классификации различных технологических процессов по назначению (демонстрация слайда 4). Лектор поясняет рисунок. В период пояснения курсанты заносят его в конспекты. Слайд остается на экране до демонстрации следующего по тексту рисунка:

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

(По назначению)

Тепловые

Механические

Химические

Массообменные

Гидромеханические

Слайд 4. Классификация технологических процессов по назначению

Периодические процессы проводятся в аппаратах, в которые через определенные промежутки времени загружаются исходные материалы, происходит их обработка, а затем ― выгрузка конечных продуктов. После этого все операции повторяются вновь. Таким образом, периодический процесс характеризуется тем, что все его стадии (загрузка, переработка и выгрузка веществ) протекают в одном аппарате, но в разное время.

Непрерывные процессы осуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных веществ в аппарат, их обработка и выгрузка конечных продуктов производятся одновременно и непрерывно.

К комбинированным процессам относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, а также периодические процессы, одна или несколько стадий которых протекают непрерывно.

Тепловыми называются технологические процессы, которые описываются законами теплопередачи ― науки о способах распространения теплоты. К ним относятся процессы нагревания, охлаждения, выпаривания и конденсации. Скорость протекания этих процессов определяется скоростью подвода и отвода теплоты.

Массообменными называются технологические процессы, которые описываются законами массопередачи и характеризуются переносом веществ из одной фазы в другую через поверхность их раздела. Например, испарение – переход из жидкой фазы в паровую (газовую) фазу или наоборот.

Последние два процесса, как правило, взаимосвязаны.

К тепломассообменным относятся процессы: сушка, окраска, перегонка, ректификация, сорбция, экстракция.

Механическими называются технологические процессы, описываемые законами механики твердых тел. К механическим относятся процессы измельчения, сортирования, смешения и транспортировки твердых веществ.

Гидромеханическими называются технологические процессы, которые описываются законами гидродинамики ― науки о движении жидкостей и газов. К таким процессам относятся перемещение и перемешивание жидкостей, сжатие и перемещение газов, а также разделение жидких и неоднородных газовых систем.

Химическими называются процессы, протекающие с изменением химического состава веществ и их превращением. Они описываются законами химической кинетики. В зависимости от теплового эффекта реакции все химические процессы подразделяются на экзотермические и эндотермические.

Экзотермическими называются химические процессы, которые протекают с выделением теплоты. В большинстве случаев такие процессы требуют условий отвода тепла – охлаждения.

Эндотермическими называются химические процессы, которые протекают с поглощением теплоты. Такие процессы требуют нагрева реакционной среды для обеспечения нормального протекания химической реакции.

1.3. Остальное время (10 мин.) преподаватель уделяет нормативной базе, терминам и определениям в области пожарной безопасности технологий.

Для изучения основ пожарной опасности и пожарной безопасности технологических процессов познакомимся с необходимыми терминами, определениями и понятиями, принятыми в данном курсе. Терминологический аппарат в области ПБ технологий регламентируется нормативным документами ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования. ГОСТ 12.1.033-81 Термины и определения. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. Основным руководящим документом являются ППБ 01-03 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. Подробнее с этими документами вы познакомитесь на практических занятиях.

Подробнее с терминами, определениями и понятиями, принятыми в данном курсе Вы познакомитесь на практических занятиях. Пока запишите основные из них:

Пожарная безопасность (ПБ) – состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров.

ПБ обеспечиваться: при проектировании, при эксплуатации, в чрезвычайных (аварийных) ситуациях.

ПБ достигается: системой предотвращения пожара, системой противопожарной защиты, организационно-техническими мероприятиями.

Система предотвращения пожара – совокупность организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение условий возникновения пожара.

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Опасные факторы пожара:

- открытый огонь и искры

- повышенная температура окружающей среды

- токсичные продукты горения, токсичные огнетушащие вещества

- дым, снижение концентрации кислорода

- падающие части отдельных конструкций, агрегатов, установок

- действие взрывной волны, потеря прочности и прогар полов и других элементов.

Решение вопросов ПБ невозможно без детального анализа пожарной опасности производства, изучения и знания показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов обращающихся в нем и особенностей технологических процессов его составляющих. Кроме того, необходимо, если не знать, то хотя бы иметь представление о горении тех или иных веществ и материалов. С основами анализа пожарной опасности производства и назначаемыми мерами ПБ познакомимся при рассмотрении второго вопроса лекции.

ВОПРОС № 2. Анализ пожарной опасности технологических процессов и основные меры по обеспечению пожарной безопасности (35 мин.).

Учебный вопрос разбивается по времени на подвопросы.

2.1. В течение 5-7 мин. преподаватель доводит до обучаемых понятия о горючей среде и горении.

Процесс горения может возникнуть при наличии трех основных составляющих – горючего вещества, окислителя (чаще всего это кислород воздуха), инициатора горения (источника зажигания). При отсутствии хоть одного из них горение невозможно.

Надо знать и помнить, что жидкие и твердые вещества сами по себе не горят, а горят их пары или газообразные продукты разложения (деструкции) . Пары и газы, смешиваясь с кислородом воздуха, образуют горючую среду. Такая смесь как бы готова к воспламенению и в определенных условиях к продолжению горения.

Горение химически однородной смеси, в которой горючее вещество и воздух равномерно перемешаны, называют кинетическим горением. Если горючая смесь не успела образовать достаточное количество паров, это еще не означает, что она не пожароопасна, так как всегда имеется граница между паром и воздухом, которая представляет собой узкий участок сформировавшейся горючей смеси. Горение происходит на этой границе и определяется скоростью доставки окислителя к ней, т.е. скоростью диффузии кислорода к зоне горения.

Горение химически неоднородных систем, в которых горючее вещество и воздух (окислитель) не перемешаны и имеют поверхность раздела, называют диффузионным горением. Пожары, как правило, характеризуются диффузионным горением. Кинетическое горение носит взрывной характер, многие пожары с него начинаются и в дальнейшем переходят в диффузионное горение.

В качестве наглядного примера приведем два фотоснимка с места реальных пожароопасных событий: (последовательная демонстрация слайдов 5 и 6)

1 – пример кинетического (беспламенного) горения

2 - пример диффузионного горения

1 – пример наблюдений процесса окисления (кинетического беспламенного горения); 2 – пример диффузионного горения при непрерывном поступлении горючего и окислителя в зону высоких температур.

Лектор поясняет картинки. В период пояснения курсантам задаются вопросы. Организуется свободное общение с аудиторией.

Вопросы: Кто нибудь может сказать, что и почему горит? Что является горючей средой, а что инициатором воспламенения?

Правильные ответы: горит водород, который образуется из за разложения воды; горючей средой является смесь водорода с кислородом воздуха; инициатором воспламенения является теплота разогревшейся массы материала (железо прямого восстановления в форме брикетов и окатышей).

Таким образом, для возникновения горения необходимы горючая среда и источник зажигания. Горючая среда – среда, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания. Источник зажигания – средство энергетического воздействия, инициирующее возникновение горения.

2.2. В течение 9-10 мин. преподаватель доводит до обучаемых понятия о факторах пожарной опасности (ПО), их взаимосвязи, обращает внимание на показатели пожарной опасности веществ в зависимости от агрегатного состояния.

При анализе пожарной опасности любого технологического процесса необходимо тщательно изучать физико-химические и пожароопасные свойства горючей среды, а также свойства источников зажигания.

Пожар при определенных условиях может быстро распространяться на большие площади, причиняя значительный материальный ущерб.

Поэтому, анализируя пожарную опасность любого технологического процесса необходимо четко знать:

- при каких условиях в аппаратах и производственных помещениях может образоваться горючая среда (ГС)

- какие могут быть источники зажигания (ИЗ)

- каковы возможные пути распространения пожара (ПРП) в случае его возникновения.

Таким образом, надо запомнить, что факторами ПО являются ГС, ИЗ и ПРП. Запомнить и не путать с опасными факторами пожара. Свойства ГС в первую очередь определяются свойствами горючего материала. При оценке пожарной опасности все вещества и материалы по агрегатному состоянию подразделяют на газы, жидкости, твердые вещества и пыли. Номенклатура показателей пожаровзрывоопасности для газов, жидкостей, твердых веществ и материалов и пылей установлена ГОСТом 12.1.044 и приведена в таблице (демонстрация слайда 7).

Лектор поясняет таблицу. В период пояснения курсанты заносят в конспекты основные определения ПО. Слайд остается на экране до демонстрации следующего по тексту слайда:

К газам относятся вещества, давление насыщенных паров которых при температуре 25 ^оС и нормальном атмосферном давлении превышает 101,3 кПа.

К жидкостям относятся вещества, давление насыщенных па­ров которых при температуре 25 ^оС и нормальном атмосферном давле­нии меньше или равно 101,3 кПа. Твердые плавящиеся вещества, ко­торые имеют температуру плавления (каплепадения) меньше либо равную 50 ^оС, также относятся к жидкостям.

К твердым веществам и материалам следует относить индивидуальные вещества и их смесевые композиции с температурой плавления (каплепадения) больше 50 ^оС, а также вещества, не имеющие температуру плавления (например, древесина, ткани и т.п.). Если твердые вещества и материалы нахо­дятся в диспергированном (измельченном) состоянии и размер их частиц составляет менее 850 мкм, то их относят к пылям.

По способности к горению (горючести) все вещества и материалы подразделяют на три группы: негорючие (несгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и горючие (сгораемые).

Легковоспламеняющимися называются горючие вещества повышенной пожарной опасности, которые способны воспла­меняться от кратковременного (до 30 с) воздействия источника за­жигания с низкой энергией (искра, тлеющая сигарета, пламя спички и т.п.).

К легковоспламеняющимся газам относятся практически все го­рючие газы (водород Н₂, метан СН₄, окись углерода СО, пропан С₃Н₈ и многие другие газы). К легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ) относятся жидкости с температурой вспышки не более 61^оС в закры­том тигле или 66^оС в открытом тигле. Жидкости, со значениями тем­ператур вспышки, более указанных, относятся к горючим жидкос­тям (ГЖ). Если легковоспламеняющиеся жидкости имеют температуру вспышки не более 28^оС, то их относят к разряду особо опасных жидкостей.

Под температурой вспышки понимается наименьшая температура конденсированного вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхи­вать от источника зажигания, но скорость их образования еще не достаточна для возникновения устойчивого горения.

Температура воспламенения – это наименьшая температура вещест­ва, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделя­ет горючие пары и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение. Температура воспламенения обычно на 1-30 ºС выше температуры вспышки.

Температура вспышки является важнейшим показателем пожаровзрывоопасности жидкостей.

Горение в условиях производства может возникнуть в результате так называемого самовоспламенения при определенной температуре. Температура самовоспламенения – это наименьшая температура ок­ружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наб­людается самопроизвольное воспламенение вещества.

Таблица на слайде 7.