Ректификационные колонны

В Великобритании сохранилось множество мокрых газгольдеров Викторианской эпохи, имеющих характерную  открытую решётку направляющих колонн, некоторые из них получили статус охраняемых памятников. В венском районе Зиммеринг каменные стены четырёх газгольдеров конца XIX века были в 2001 году перестроены в многоэтажные здания, содержащие жилые, офисные и торговые помещения. Несколько газгольдеров дореволюционной постройки сохранились в Санкт-Петербурге.

На территории Московского газового завода сохранились  газгольдеры XIX и начала XX века с  перекрытиями знаметитого российского  инженера В.Г.Шухова. Он же изобрёл оригинальные конструкции сухих газгольдеров переменного объёма и разработал на их основе ряд типовых проектов хранилищ природного газа емкостью до 100 тысяч куб. м.

Резиновые газгольдеры значительно дешевле  в изготовлении. Они представляют собой резиновый мешок с отверстиями  для входа-выхода. Газгольдером иногда является просто резиновая мембрана, натягиваемая на резервуар.

 

2. Газгольдеры постоянного объёма

 

Газгольдеры постоянного объёма представляют собой  цилиндрические или сферические  стальные резервуары и способны хранить  газ при давлении до 1,8 МПа.

 

3. Цистерны

 

Вагон-цистерна - вид подвижного состава железных дорог. Цистерны предназначены для  перевозки жидкостей: нефти и  продуктов её переработки, химически-активных и агрессивных жидких веществ (кислоты, щёлочи и другие сложные вещества), сжиженного газа (пропан-бутан, кислород), воды, молока (молоковоз), патоки. Вагоны-цистерны используются также для перевозки  муки (муковоз) и цемента.

 

1. Общая характеристика

пневмотранспортный оборудование газгольдер

Различают цистерны:

1. По типу:

• общего назначения - для перевозки нефтепродуктов

• специальные - для определённых видов грузов

2. По конструкции:

• цистерны имеющие раму
• цистерны безрамной конструкции

3. По числу осей:

• четырёхосные
• восьмиосные

4. По ёмкости:

• 60 тонн
• 120 тонн
• 125 тонн

Котёл вагона-цистерны может быть предназначен для перевозки  груза без избыточного давления (нефтепродукты, вода, химические вещества, цемент) или под давлением (сжиженные  газы). В последнем случае ёмкость  используемая для перевозки груза  именуется сосудом (по аналогии с  сосудами под давлением). Для перевозки  в сжиженном виде газов имеющих  точку кипения ниже нормальных условий (0 °C) используются вагоны-цистерны имеющие  криогенные сосуды. Для защиты металла  котла от коррозии под воздействием перевозимых в нём веществ  применяют специальные внутренние покрытия, или добавка в перевозимый  груз ингибиторов коррозии.

 

2. Конструкция

 

Кузов вагона-цистерны представляет собой котёл цилиндрической формы, закрытый с боков эллиптическими днищами. Котлы цистерны имеют устройства для погрузки и разгрузки, вид  которых зависит от перевозимого груза. Котлы специальных цистерн  могут иметь тепло-изоляционное покрытие или оборудование для разогрева  перевозимого продукта, а также приборы  для контроля за его состоянием. В некоторых цистернах внутренняя полость котла разделяется на несколько секций. В цистернах, у  которых котёл укладывается на раму, воспринимающую продольные нагрузки, возникающие в поезде, котёл в  передаче этих нагрузок к другим вагонам  поезда не участвует. У вагона-цистерны безрамной конструкции котёл  является цельнонесущей конструкцией, воспринимает и передаёт продольные тяговые и ударные усилия, выполняя функции рамы. Для повышения прочности  и жёсткости котлов вагонов-цистерн  большого диаметра и длины цилиндрическая обечайка котла подкрепляется кольцами - шпангоутами, которые могут быть установлены на наружной поверхности или внутри ёмкости. Объём котла цистерны колеблется в широких пределах от 15-20 м³ в первых вагонах-цистернах, строившихся в конце XIX века, до 120 м³ (8-ми осная цистерна для перевозки светлых нефтепродуктов) и выше.

 

1 ОБОРУДОВАНИЕ ПНЕВМОТРАНСПОРТА

 

Пневмотранспортные установки  представляют собой комплекс устройств, обеспечивающих перемещение сыпучих  материалов (пылевидных, порошкообразных, зернистых, измельченных) или специальных  транспортных средств (капсул, контейнеров  с сырьем, готовой продукцией) с  помощью сжатого воздуха или  разряженного газа.

Пневмотранспорт является одним  из прогрессивных способов механизации  и автоматизации перемещения  насыпных грузов. Этот вид транспорта нашел применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Пневмотранспорт широко используют для перемещения сыпучих материалов в связи с их значительной производительностью  и большим радиусом действия в  самых стесненных производственных условиях, т. е. использованием площадей, непригодных для других способов транспортировки, экономией производственной площади, полным отсутствием остатков и потерь перемещаемого продукта в линиях, высокими санитарно-гигиеническими условиями его транспортирования, исключением нарушений технологических  и гигиенических режимов воздушной  среды в производственных помещениях в связи с отсутствием пыления, легкостью монтажа, сокращением  рабочего персонала и упрощением обслуживания, гибкостью в эксплуатации и возможностью полной автоматизации  управления.

При величине гранул перемещаемого  материала до 10 мм пневмотранспорт  по сравнению с другими транспортными  системами почти во всех случаях  предпочтительнее.

К недостаткам, которые имеет  пневмотранспорт, относят сравнительно высокий удельный расход электроэнергии на единицу массы транспортируемого  продукта, сложность изготовления и  эксплуатации оборудования для очистки  транспортирующего и отработанного  воздуха, значительный износ материалопроводов и измельчение транспортируемого продукта. Однако правильный выбор способа и оборудования для пневмотранспортирования данного продукта позволяет частично или полностью их устранить.

Основными параметрами, характеризующими пневмотранспортную систему, являются производительность по твердой фазе, длина трассы и высота подъема, концентрация транспортируемого материала, массовый коэффициент взвеси, величина избыточного  давления в начале трассы (для установок  нагнетающего действия) и остаточного  давления (разрежения) в конце трассы (для установок всасывающего действия).

По способу создания воздушного потока и условиям движения его в  трубопроводе вместе с материалом пневмотранспортные установки подразделяются на всасывающие, нагнетающие и комбинированные (всасывающе-нагнетающие).

 

Рис. 1 Нагнетательная пневмотранспортная установка

 

Рис. 2 Всасывающая пневмотранспортная установка

Рис. 3 Комбинированная пневмотранспортная установка

 

В зависимости от разряжения в конце транспортной системы  всасывающие установки подразделяют на установки с низким остаточным давлением (до 0,01 МПа), средним (до 0,03 МПа) и высоким (до 0,09 МПа). Однако практически  всасывающие установки работают при остаточном давлении не превышающем 0,05 МПа. Повышение остаточного давления уменьшает плотность воздушного потока, снижает его несущую способность  и увеличивает расход воздуха. Относительно больших значений массового коэффициента взвеси m во всасывающих установках можно достичь только при очень малой протяженности транспортирования, поэтому для перемещения материала потоком средней и высокой концентрации на значительные расстояния необходимо применять только нагнетающие установки

Нагнетающие установки  различают по величине давления в  начале транспортной сети: установки  низкого давления (до 0,11 МПа), установки  среднего (до 0,2 МПа) и высокого (до 0,9 МПа) давления.

Требуемое начальное давление в нагнетающих установках или  разряжение в установках всасывающего типа зависят от расчетного значения потерь давления в пневмотранспортной установке, которые в свою очередь  определяются концентрацией твердой  фазы в аэросмеси, дальностью транспортирования, производительностью установки  и принципом работы пневмосистемы (аэрогравитационный способ транспортирования  или способ перемещения отдельных  частиц в потоке воздуха).

Нагнетательные установки  удобны тогда, когда материал из одного пункта перемещается в несколько  приемных пунктов. Всасывающие установки  удобны тем, что они работают без  пылевыделения и способны забирать сыпучий материал из нескольких пунктов  и передавать его в единый сборник-накопитель. В них используется вакуум (40-90 кПа). Всасывающе-нагнетательные установки  сочетают основные преимущества нагнетательных и всасывающих установок. В них  используются заборные устройства всасывающего типа, работающие без пылевыделения, а в наиболее протяженном трубопроводе материал переносится под давлением  при довольно высоких концентрациях. В небольших установках обе ветви (всасывающая и нагнетающая) могут  работать от одной воздуходувной  машины.

Каждая пневмотранспортная установка включает в себя следующие  основные узлы: питатель - устройство для  ввода материала или аэросмеси  в трубопроводы, системы воздухопроводов и материалопроводов, разгрузители с фильтром для воздуха, воздуходувную машину и приемник материала.

Конструкции питателей нагнетающих  и всасывающих пневматических установок  различны, так же как различны способы  и принципы создания воздушного потока в таких установках. Питатель всасывающей  установки выполняет функцию  загрузочного устройства для подачи материала в движущуюся струю  воздуха, а питатель нагнетающей  установки предназначен для создания аэросмеси надлежащей концентрации.

Загрузочные устройства для  всасывающих установок делятся  на две группы: всасывающие сопла  и питатели тройники.

Питатели нагнетающих  пневмотранспортных установок имеют  более разнообразные конструкции. Эжекторные, рукавные питатели, шлюзовые и шахтные затворы применяют  в установках низкого давления, шлюзовые питатели - в установках среднего давления, камерные пневмонасосы и винтовые (шнековые) питатели - в установках высокого давления, винтовые питатели используются так  же в установках среднего давления.

Разгрузочные устройства. Эти устройства предназначены для  выделения материала и пыли из пневмопотока и направления его  для дальнейшего транспортирования  или переработки. В связи с  тем, что во всасывающих установках разгрузочное устройство находится  под разряжением, затворы и клапаны  к нему должны быть герметичными. В  нагнетающих установках особой герметизации разгрузочных устройств не требуется, в системах высоконапорного транспортирования  материалов, особенно при транспортировании  сплошным потоком, где расход воздуха  весьма незначителен при подаче материала  в бункеры (силосы) большой емкости  разгрузители могут отсутствовать: удаление воздуха производится через  фильтровальные окна.

Материалопроводы. Надежность и эффективность работы пневмотранспортной установки в значительной мере зависит  от правильного выбора материалопроводов. Первостепенную роль играет материал, из которого они изготовлены, их диаметр, качество выполнения соединения между отдельными участками трубопроводов.

Материалопроводы должны быть герметичны, износоустойчивы, иметь  по возможности максимально гладкую  внутреннюю поверхность для обеспечения  минимального сопротивления движению аэросмеси. Как показала эксплуатация пневмосистем, нарушению нормального  режима, возникновению вихрей и образованию  завалов в трубах способствуют дефекты  в местах соединения материалопроводов - смещения кромок труб в местах стыка, неплотности либо наплывы на внутренней стороне.

В пневмотранспортных установках низкого давления материалопроводы, как и воздуховоды систем аспирации, изготавливают из тонколистовой  черной, оцинкованной и нержавеющей  стали и дюраля или из тонкостенных труб; в установках среднего и высокого давления используют в основном остальные  бесшовные трубы. Возможно применение материалопроводов из винипласта и  полиэтилена, органического и неорганического  стекла, но надо иметь в виду, что  использование неметаллических  материалов влечет за собой конструктивное усложнение системы в целом: при  перемещении по ним аэросмеси  возникают значительные по величине электрические заряды, и поэтому  требуется специальная сложная  система заземления.

Воздуходувные машины. Системы  воздухоснабжения. В пневмотранспортных установках применяют разнообразные  воздуходувные машины - от центробежных вентиляторов до двухступенчатых поршневых  компрессоров. Выбор того или иного  типа воздуходувной машины зависит  от количества транспортирующего и  требуемого по гидравлическому расчету  давления: