Розрахунок хімічної станції цеху заключного опорядження потужністю 220 000 м на добу

1.6.  Розрахунок устаткування  хімстанції

     Розрахунок устаткування  хімстанції проводимо відповідно  до обраної технологічної схеми  обробки тканини. Розраховуємо  ємність і кількість встановлюваного  устаткування. Кількість і ємність  устаткування залежить від добової  чи змінної витрати хімікатів.

     Розрахунок   добової  витрати розчинів хімікатів   проводимо за  формулою:

Ер=1000·В/К·С

(4)

 

де, Еб -  ємність  баку, л;

В- добова  витрати хімікатів, кг;

К- коефіцієнт заповнення ємності ( для  баку 0,8, для мірника  0,9 );

С- масова  концентрація  приготовленого  розчину, г/л.

 

За добовими витратами хімічного  матеріалу В розраховується загальний  обсяг приготовленого розчину, за яким визначається ємність необхідного  баку чи реактору для приготування:

Ер=1000·В/К·С·М= Еб/М

(5)

    

     де М - число  раз  приготування  розчину  за  добу:

     М = Т/t;

     де  Т - загальний час  роботи  змін, год;

     t - час  приготування однієї  порції розчину, година.

    

     У таблиці 6 приведено  розрахунок місткості устаткування  для  приготування розчинів.

     Прийнято, що концентровані  розчин ПВА готують один раз  у добу.

     Добовий об'єм  що  готується і використовується  у виробництві розчину апрету  для МАПС  складає :

     Ер=1000·В/С·К=  1000·160,48/0,8 ·15 =  13373 л

     Апрет для МАПС  готується розчиненням у реакторі  необхідної кількості полівінілацетатної  емульсії та поліетиленової емульсії.

     Час приготування t партії  розчину може складати до 1 години. За 16 годин можливе приготування 16 партій розчину.

     М = Т/ t =16/1  = 16

     Ємність реактора  для приготування апрету  складає

     Ер=1000·В/К·С·М=  1000·160,48/0,8 ·15·16  =  835,83 л

     Приймаємо  стандартний  реактор на 1000 л для приготування  робочого розчину апрету. Кількість приготувань розчину при коефіцієнті заповнення  0,8 складе :

     М = 1000·160,48/ 1000·0,8·15  = 13,37  число приготувань 13 апрету,

     Ер=1000·В/К·С·М =1000 ·  160,48/0,8 · 15 · 13  = 1028 л

     Приймаємо разове  приготування апрету, що дорівнює 1600 л.

 

                                                                                                          Таблиця 6

Устаткування для приготування розчинів та його характеристики

Устаткування	Витрати хімікату, концетр. кг/год	Концентрація в конц. розчині в г/л	Час за який може бути використаний запас  розчину, год	Добова витрата розчину препарата, л	Кількість приготувань на добу	Стандартна ємність баків, л	Кількість, шт
Бак для приготування ПАА	30	48	16		2	2000	1
Робочий бак для хлорида амонію	2	200	16	614	1	750	1
Видаткові (збереження) баки: для ПАА Хлорида амонію	30 2	48 200	16 16	614	2	750	1 1
Мірники для  ПАА   Хлорида амонію Оцтової кислоти	30   2   18	48   200   30	16   16   16	16   52	2		1

 

 

    

    

 1.7. Вибір і опис устаткування хімічної станції заключної обробки

     Хімічна станція заключної  обробки повинна забезпечувати  приготування розчинів тих класів  реагентів, застосування яких  передбачене у цеху заключної  обробки.

     Апрети для заключної обробки готуються у реакторах. Густі пастоподібні хімікати (карбомол, метанин, гліказин) вимиваються з тари за допомогою форсунок, встановлених у робочих баках підігрівом.

     Хімікати, що вимагають перед  уживанням підігріву (аламін, поліетиленова емульсія й ін.). поміщають у баки, оснащені змійовиком для обігріву і вимиванням їх з бочок.

     Тверді хімікати розчиняються  в реакторах. Різні емульсії  і латекси надходять по трубах  зі складу наливних вантажів.

     Концентрація латексів (емульсій) не перевищує 30 – 35%, вихідна концентрація оздоблювальних пастоподібних препаратів і ТДР приймається за 100 %.

     Робочі розчини для  заключних обробок: маломнучкої,  малозсідаючої, стійкого тиснення (з карбомолів, метанину, гліказину, алкамону, препарату АМ і ін..) при змішуванні з каталізаторами швидко псуються.

     Тому суміші їх  готують із розрахунку використання  протягом 2 – 3 год, інакше відбувається  поверхневе відкладання смоли  на тканині, і ефект обробки різко погіршиться.

     Реактори являють собою апарати чи установки для проведення визначених фізико-хімічних операцій чи реакцій.

     Для розчинення і  змішування компонентів на хімічних  станціях широко застосовуються  реактори.

     Реактор являє собою зварену судину циліндричної форми з еліптичним днищем і кришкою, що прикріплюється до корпуса болтами, з подвійною сорочкою, куди подається пара для обігріву. Замість пари можна подавати холодну пару для охолодження.

     Звичайно реактори  виготовляють емальованими чи з нержавіючої сталі з кришкою, що герметично закривається. Вони мають сферичні днища, здатні витримувати тиск у кілька атмосфер.

     Найчастіше рекомендується  для приготування робочих розчинів, що вимагають стабільної температури  і  виділяючи гостро пахнучи шкідливі  гази, які містять агресивні компоненти. Вони обладнаються засобами контролю тиску і температури, а при необхідності – засобами контролю рівнів рідини.

     Реактор являє собою  закритий казан місткістю 300 –  2000 л. Казан (рис. 1) має подвійні стінки 6 і 7. Реактор зверху закривається кришкою 3 з отвором 4 для завантаження матеріалів. Обігрівається реактор парою, що надходить по трубі 5 у простір між стінками казана. Замість пари можна подавати холодну воду для охолодження розчину. Конденсат видаляється через конденсатовідвідник 8, що знаходиться внизу реактору.

Рис. 1. Схема реактора:

1 - мішалка; 2 - манометр; 3 - кришка; 4 - отвір;  5 - труба;

6 і 7 - подвійні стінки; 8 — конденсатовідвідник.

   

 Тиск пари контролюється манометром 2. Розчин перемішується мішалкою 1, що одержує обертання від електродвигуна через редуктор. Для розчинення барвників у бак подається гаряча і холодна вода. Для контролю температури встановлюють термометр. Розчин подається в цех по трубі стисненим повітрям. Реактор  має запобіжний клапан, оглядове вікно, освітлюване зсередини лампою, і внизу – кран для зливу в каналізацію. У реакторах на кришці монтується люк для завантаження речовин, що подається вручну. Реактор використовують не тільки для розчинення барвників, але і для приготування розчинів інших речовин.

     Баки – нестандартне устаткування, виготовлене з листової нержавіючої сталі чи листового заліза безпосередньо в період монтажу споруджуваної фабрики. Баки мають мати футеровку (покриття) з вініпласту чи іншого покриття. Розміри баків вибираються проектувальниками в залежності від їхнього призначення й обсягу виробництва. По призначенню баки підрозділяються на робочі, видаткові, живильні, баки-змішувачі.

     Робочі баки з підігрівом застосовуються для розмиву вихідних хімікатів хімічних матеріалів, що надходять у бочках чи у барабанах. Наприклад, твердий їдкий натр чи сірчистий натрій надходять у барабанах, термореактивні смоли і різні ТДР – у бочках. Баки повинні мати широкі завантажувальні отвори й обладнаються решітками для установки на них бочок чи барабанів.

     У баках готують  концентровані розчини, які називають  матковим. Баки підігрівають гострою  парою (барботируванням) чи глухою  парою. Розчин перемішують відцентровим  насосом чи стисненим повітрям за допомогою барботера. Розмив можна здійснювати також за допомогою форсунок, підключених до відцентрового насосу.

     Баки обладнаються  засобами контролю температури  і рівня рідини.

     Видаткові  баки призначені для збереження маткових розчинів, що витрачаються в міру необхідності. З них готуються багатокомпонентні робочі розчини. Баки зверху закривають кришками, що мають невеликі оглядові отвори, через які можливий доступ у бак при його промиванні.

     Підтримка постійної  температури в баках досягається установкою змійовиків для пари, гарячої чи холодної води.

     Баки-змішувачі служать для приготування багатокомпонентних розчинів. Вони оснащені відцентровими насосами. Для змішування різних рідин за розрахованими обсягами баки-змішувачі обладнаються системою електродів, що контролюють надходження в бак визначеного обсягу рідини. У випадку малого обсягу виробництва як баки-змішувачі можна використовувати робочі баки з підігрівом.

     Живильні  баки використовуються для живлення ванн, що входять в агрегати, у які розчини надходять самопливом. У деяких випадках, наприклад, при подачі таких розчинів баки можуть встановлюватися безпосередньо в цеху біля машини (агрегату). Баки обладнаються засобами контролю рівня. У залежності від обсягу виробництва баками для живлення можуть служити видаткові баки.

     Збірники (монтежю) – горизонтальні чи вертикальні резервуари,  призначені для перекачування агресивних рідин за допомогою стиснутого повітря, наприклад, концентрованих кислот, пероксиду водню й ін. Тому збірники випускаються чавунними емальованими, сталевими емальованими, сталевими (з вуглецевої чи нержавіючої сталі). По суті, вони являють собою апарати, аналогічні реакторам, але без мішалок. Збірники обладнуються засобами контролю тиску.

     Мірники служать для дозування агресивних і неагресивних хімікатів у процесі приготування розчинів. При централізованому приготуванні розчинів,  коли необхідно точний облік кількості рідини, що витрачається, застосовують пристрої для виміру й автоматичного регулювання. Витрати рідини відмірюють за допомогою дозаторів, об’ємних мірників і регуляторів витрати розчинів.

     Найбільш простим  пристроями є об’ємні мірники,  представляють собою судини різної  місткості, оснащені шкалою чи  водомірним градуйованим у літрах склом. До таких мірників належать кружки місткістю 1 л, 10-літрові цебра й інші судини, що мають градуювання. Для відмірювання значних обсягів рідини (50-100 л) застосовують мірники з водомірним склом.

     Для відмірювання  постійного обсягу хімічних матеріалів застосовують вакуум-мірники. Мірник являє собою закриту судину з хімічно стійкої чи емальованої сталі. Судина має штуцера 1 (рис. 3) для подачі розчину, 2 – для створення вакууму, 3 – для приєднання водомірного скла, 4 – для зливу рідини. Мірник, заповнюють, створюючи в ньому вакуум, рідина зливається самопливом. Такі мірники випускають місткістю від 25 до 200 л.

 

  

      

Рис. 2. Дозатори:

а — для відмірювання постійного об’єму рідини; б — для регульованих витрат;  1- склянка, 2 - трубка; З - кран; 4 - вісь; 5 - склянка 6 - переливна трубка; 7 - рейка; 8 - маховик

    

     Найчастіше вакуум-мірник  використовують для відмірювання  оцтової кислоти й інших пахучих  хімічних речовин, перекачування  їх із транспортної тари.

    

Рис. 3. Вакуум-мірник.

     Крім основного устаткування, призначеного для розчинення  хімічних речовин, відстоювання  чи фільтрації, змішування, збереження  і транспортування розчинів, на  хімічних станціях застосовують  різні підйомно-транспортні пристрої, контрольно-вимірювальні і регулюючі прилади.

    

 1.8. Опис заходів контролю технологічних процесів

     Автоматизація технологічного  процесу дозволяє найбільш ефективно  використовувати сировину і матеріали,  поліпшити якість продукції. Основними  параметрами, контроль за  який повинний бути автоматизований, є: температура, тиск, величина  рН,   рівень  рідини,   концентрації розчину.

     Прилади автоматичного  контролю, застосовувані на хімічних  станціях, повинні відповідати наступним  вимогам: мати захисні покриття  від впливу агресивних рідин і пари; працювати при підвищеній вологості; контрольний блок повинний бути улаштований так, щоб його можна було встановлювати на будь-якій відстані від об'єкта контролю; прилади  повинні   включатися  в  єдину  систему керування.

     Прилади для виміру й автоматичного регулювання температури.

     В оздоблювальному  виробництві об'єктами контролю  й регулювання температури є  рідкі, пароповітряні й газові  середовища, а. також поверхні  тканин і робочих органів машин  (сушильних циліндрів, валів оздоблювальних каландрів й ін.). Найбільше поширення одержали термометри розширення, манометричні й термометри опору. Вони можуть бути контактні, що вступають у контакті вимірюваним середовищем, і безконтактні, що використають температуру випромінювання твердого тіла.

     Термометри тиску  являють собою прилади, принцип  дії яких заснований на тепловій  зміні об'єму або довжини фізичних  тел. яке відбувається пропорційно  зміні температури. До них ставляться  рідинні скляні й дилатометричні (стрижневі й біметалічні) термометри.

     Скляні термометри  з органічними заповнювачами  в основному використаються для  виміру температур у діапазоні  від - 200 до + 65 °С. Більше висока  температура може викликати кипіння  органічного заповнювача.

     Для регулювання й  сигналізації температури застосовуються контактні ртутні термометри, у яких один з контактів упаяний у нульову нижню крапку капіляра термометра й завжди контактує із ртуттю, а другий рухливий або нерухомий контакт розташовується у верхній частині капіляра на задній оцінці шкали, досягнення якої ртутним стовпчиком приводить до замикання електричного ланцюга, чим і забезпечується сигналізація й регулювання. Рідинні термометри прості в обігу, мають досить високу точність вимірів, погрішність спрацьовування контактів не перевищує ± 2 °С.

     Недоліком    рідинних   термометрів    є    низька    механічна міцність,    значна    теплова    інерція, неможливість  автоматичної реєстрації й передачі  показань на відстань.