萃取設(shè)備的主要性能是能為兩液相提供充分混合與充分分離的條件,使兩液相之間具有很大的接觸面積,這種界面通常是將一種液相分散在另一種液相中所形成,兩相流體在萃取設(shè)備內(nèi)以逆流流動(dòng)方式進(jìn)行操作。萃取的設(shè)備有填料萃取塔、篩板萃取塔、轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔、往復(fù)振動(dòng)篩板塔和脈沖萃取塔。
(九)制冷
冷卻與冷凝的主要區(qū)別在于被冷卻的物料是否發(fā)生相的改變,若發(fā)生相變則成為冷凝,否則,如無(wú)相變只是溫度降低則為冷卻。冷卻、冷凝操作在化工生產(chǎn)中十分重要,它不僅涉及到生產(chǎn),而且也嚴(yán)重影響防火安全,反應(yīng)設(shè)備和物料由于未能及時(shí)得到應(yīng)有的冷卻或冷凝,常是導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸的原因。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,蒸氣、氣體的液化,某些組分的低溫分離,以及某些物品的輸送、儲(chǔ)藏等,常需將物料降到比水或周?chē)諝飧偷臏囟?,這種操作稱(chēng)為冷凍或制冷。
冷凍操作的實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑自身通過(guò)壓縮—冷卻—蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)的循環(huán)過(guò)程,不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過(guò)冷載體鹽水溶液傳遞熱量),并傳給高溫物質(zhì)(水或空氣),以使被冷凍物體溫度降低。一般說(shuō)來(lái),冷凍程度與冷凍操作技術(shù)有關(guān),凡冷凍范圍在—100℃以?xún)?nèi)的稱(chēng)冷凍;而在—100~—200℃或更低的,則稱(chēng)為深度冷凍或簡(jiǎn)稱(chēng)深冷。
冷卻(凝)及冷凍過(guò)程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下:
(1)應(yīng)根據(jù)被冷卻物料的溫度、壓力、理化性質(zhì)以及所要求冷卻的工藝條件,正確選用冷卻設(shè)備和冷卻劑。忌水物料的冷卻不宜采用水做冷卻劑,必需時(shí)應(yīng)采取特別措施。
(2)應(yīng)嚴(yán)格注意冷卻設(shè)備的密閉性,防止物料進(jìn)入冷卻劑中或冷卻劑進(jìn)入物料中。
(3)冷卻操作過(guò)程中,冷卻介質(zhì)不能中斷,否則會(huì)造成積熱,使反應(yīng)異常,系統(tǒng)溫度、壓力升高,引起火災(zāi)或爆炸。因此,冷卻介質(zhì)溫度控制最好采用自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
(4)開(kāi)車(chē)前,首先應(yīng)清除冷凝器中的積液;開(kāi)車(chē)時(shí),應(yīng)先通入冷卻介質(zhì),然后通入高溫物料;停車(chē)時(shí),應(yīng)先停物料,后停冷卻系統(tǒng)。
(5)為保證不凝可燃?xì)怏w安全排空,可充氮進(jìn)行保護(hù)。
(6)高凝固點(diǎn)物料,冷卻后易變得黏稠或凝固,在冷卻時(shí)要注意控制溫度,防止物料卡住攪拌器或堵塞設(shè)備及管道。
2.冷凍過(guò)程的安全措施
(1)對(duì)于制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及管路系統(tǒng),應(yīng)注意耐壓等級(jí)和氣密性,防止設(shè)備、管路產(chǎn)生裂紋、泄漏。此外,應(yīng)加強(qiáng)壓力表、安全閥等的檢查和維護(hù)。
(2)對(duì)于低溫部分,應(yīng)注意其低溫材質(zhì)的選擇,防止低溫脆裂發(fā)生。
(3)當(dāng)制冷系統(tǒng)發(fā)生事故或緊急停車(chē)時(shí),應(yīng)注意被冷凍物料的排空處置。
(4)對(duì)于氨壓縮機(jī),應(yīng)采用不發(fā)火花的電氣設(shè)備;壓縮機(jī)應(yīng)選用低溫下不凍結(jié)且不與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的潤(rùn)滑油,且油分離器應(yīng)設(shè)于室外。
(5)注意冷載體鹽水系統(tǒng)的防腐蝕。
(十)篩分及過(guò)濾
1.篩分
在工業(yè)生產(chǎn)中,為滿足生產(chǎn)工藝的要求,常常需將固體原料、產(chǎn)品進(jìn)行篩選,以選取符合工藝要求的粒度,這一操作過(guò)程稱(chēng)為篩分。篩分分為人工篩分和機(jī)械篩分。篩分所用的設(shè)備稱(chēng)為篩子,通過(guò)篩網(wǎng)孔眼控制物料的粒度。按篩網(wǎng)的形狀可分為轉(zhuǎn)動(dòng)式和平板式兩類(lèi)。
篩分過(guò)程的危險(xiǎn)控制要點(diǎn)。在篩分可燃物時(shí),應(yīng)采取防碰撞打火和消除靜電措施,防止因碰撞和靜電引起粉塵爆炸和火災(zāi)事故。
2.過(guò)濾
過(guò)濾是使懸浮液在重力、真空、加壓及離心的作用下,通過(guò)細(xì)孔物體,將固體懸浮微粒截留進(jìn)行分離的操作。按操作方法,過(guò)濾分為間歇過(guò)濾和連續(xù)過(guò)濾兩種;按推動(dòng)力分為重力過(guò)濾、加壓過(guò)濾、真空過(guò)濾和離心過(guò)濾。過(guò)濾采用的設(shè)備為過(guò)濾機(jī)。
(十一)物料輸送
在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常需要將各種原材料、中間體、產(chǎn)品以及副產(chǎn)品和廢棄物從一個(gè)地方輸送到另一個(gè)地方,這些輸送過(guò)程就是物料輸送。在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中,物料輸送是借助于各種輸送機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。由于所輸進(jìn)的物料形態(tài)不同(塊狀、粉態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)等),所采取的輸送設(shè)備也各異。
l.液態(tài)物料輸送
液態(tài)物料可借其位能沿管道向低處輸送。而將其由低處輸往高處或由一地輸往另一地(水平輸送),或由低壓處輸往高壓處,以及為保證一定流量克服阻力所需要的壓頭,則需要依靠泵來(lái)完成。泵的種類(lèi)較多,通常有往復(fù)泵、離心泵、旋轉(zhuǎn)泵、流體作用泵等四類(lèi)。
液態(tài)物料輸送危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下:
(1)輸送易燃液體宜采用蒸氣往復(fù)泵。如采用離心泵,則泵的葉輪應(yīng)脯色金屬制造,以防撞擊產(chǎn)生火花。設(shè)備和管道均應(yīng)有良好的接地,以防靜電引起火災(zāi)。由于采用虹吸和自流的輸送方法較為安全,故應(yīng)優(yōu)先選擇。
(2)對(duì)于易燃液體,不可采用壓縮空氣壓送,因?yàn)榭諝馀c易燃液體蒸氣混合,可形成爆炸性混合物,且有產(chǎn)生靜電的可能。對(duì)于閃點(diǎn)很低的可燃液體,應(yīng)用氮?dú)饣蚨趸嫉榷栊詺怏w壓送。閃點(diǎn)較高及沸點(diǎn)在130℃以上的可燃液體,如有良好的接地裝置,可用空氣壓送。
(3)臨時(shí)輸送可燃液體的泵和管道(膠管)連接處必須緊密、牢固,以免輸送過(guò)程中管道受壓脫落漏料而引起火災(zāi)。
(4)用各種泵類(lèi)輸送可燃液體時(shí),其管道內(nèi)流速不應(yīng)超過(guò)安全速度,且管道應(yīng)有可靠的接地措施,以防靜電聚集。同時(shí)要避免吸入口產(chǎn)生負(fù)壓,以防空氣進(jìn)入系統(tǒng)導(dǎo)致爆炸或抽癟設(shè)備。
2氣態(tài)物料輸送
氣體物料的輸送采用壓縮機(jī)。按氣體的運(yùn)動(dòng)方式,壓縮機(jī)可分為往復(fù)壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)兩類(lèi)。
氣態(tài)物料輸送危險(xiǎn)控制要點(diǎn)如下:
(1)輸送液化可燃?xì)怏w宜采用液環(huán)泵,因液環(huán)泵比較安全。但在抽送或壓送可燃?xì)怏w時(shí),進(jìn)氣入口應(yīng)該保持一定余壓,以免造成負(fù)壓吸入空氣形成爆炸性混合物。
(2)為避免壓縮機(jī)氣缸、儲(chǔ)氣罐以及輸送管路因壓力增高而引起爆炸,要求這些部分要有足夠的強(qiáng)度。此外,要安裝經(jīng)核驗(yàn)準(zhǔn)確可靠的壓力表和安全閥(或爆破片)。安全閥泄壓應(yīng)將危險(xiǎn)氣體導(dǎo)至安全的地點(diǎn)。還可安裝壓力超高報(bào)警器、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置或壓力超高自動(dòng)停車(chē)裝置。
(3)壓縮機(jī)在運(yùn)行中不能中斷潤(rùn)滑油和冷卻水,并注意冷卻水不能進(jìn)入氣缸,以防發(fā)生水錘。
(4)氣體抽送、壓縮設(shè)備上的墊圈易損壞漏氣,應(yīng)注意經(jīng)常檢查及時(shí)換修。
(5)壓送特殊氣體的壓縮機(jī),應(yīng)根據(jù)所壓送氣體物料的化學(xué)性質(zhì),采取相應(yīng)的防火措施。如乙炔壓縮機(jī)同乙炔接觸的部件不允許用銅來(lái)制造,以防產(chǎn)生具有爆炸危險(xiǎn)的乙炔銅。
(6)可燃?xì)怏w的管道應(yīng)經(jīng)常保持正壓,并根據(jù)實(shí)際需要安裝逆止閥、水封和阻火器等安全裝置,管內(nèi)流速不應(yīng)過(guò)高。管道應(yīng)有良好的接地裝置,以防靜電聚集放電引起火災(zāi)。
(7)可燃?xì)怏w和易燃蒸氣的抽送、壓縮設(shè)備的電機(jī)部分,應(yīng)為符合防爆等級(jí)要求的電氣設(shè)備,否則,應(yīng)穿墻隔離設(shè)置。
(8)當(dāng)輸送可燃?xì)怏w的管道著火時(shí),應(yīng)及時(shí)采取滅火措施。管徑在150 mm以下的管道。一般可直接關(guān)閉閘閥熄火;管徑在150 ram以上的管道著火時(shí),不可直接關(guān)閉閘閥熄火,應(yīng)采取逐漸降低氣壓。通入大量水蒸氣或氨氣滅火的措施。但氣體壓力不得低于50~100 Pa。嚴(yán)禁突然關(guān)閉閘閥或水封。以防回火爆炸。當(dāng)著火管道被燒紅時(shí),不得用水驟然冷卻。