Пожарна безопасност на абсорбционните процеси
Здраве и безопасност при работа
Пожарна безопасност на абсорбционните процеси
В промишлеността абсорбцията се използва за: - получаване на готов продукт (например абсорбция на В03 при производството на сярна киселина, абсорбция на НС1 с производството на солна киселина, абсорбция на азотни оксиди от вода при производството на азотна киселина и др.); - отделяне на ценни компоненти от газови смеси (например абсорбция на бензол от коксов газ; абсорбция на ацетилен от крекинг газове или пиролиза на природен газ и др.); - пречистване на газови емисии от вредни примеси (например пречистване на димни газове от B02, пречистване от флуорни съединения на газове, отделяни при производството на минерални торове и др.) И изсушаване на газове. Абсорбцията може да бъде физическа или химична (хемоабсорбция). При физическата абсорбция абсорбентът (абсорбент) и абсорбираният газ (абсорбент) не взаимодействат химически помежду си, докато при химическата абсорбция абсорбентът образува химично съединение с абсорбента. Като абсорбенти се използват вода, етаноламин, арсен-сода, медно-амонячни разтвори, различни органични продукти и други течности. Физическата абсорбция обикновено е обратима. Това свойство на абсорбционните процеси се основава на освобождаването на абсорбирания газ от разтвора - десорбция. Десорбцията на газ се извършва чрез дестилирането му в поток от инертен газ или водна пара при условия на нагряване на абсорбента или намаляване на налягането над абсорбента. Абсорбентите, изразходвани след хемосорбция, обикновено се регенерират чрез химични методи или чрез нагряване. Комбинацията от абсорбция и десорбция прави възможно повторното използване на абсорбера и освобождаването на абсорбирания газ в неговата чиста форма. Апаратите, в които се извършват абсорбционни процеси, се наричат абсорбериразвита контактна повърхност. Според метода на образуване на контактната повърхност абсорберите могат да се разделят на четири групи: филмови; опаковани; форма на чиния; рязане. Опакованите абсорбери (Фигура 6.1) са колони 1, пълни с набивка - твърди частици с различни форми. Опаковката 3 е поставена върху опорни решетки 4, които имат отвори или прорези за преминаване на газ и изтичане на течност, която напоява опаковката 3 сравнително равномерно с помощта на разпределител 2 и се стича по повърхността на опаковъчните тела под формата на тънък филм надолу.
Фигура 6.1 - Опаковани абсорбери:а - с непрекъснат слой набивка; b - със секционно натоварване на дюзата; c - емулгираща колона; 1 - корпус; 2 - разпределители на течности; 3 - дюза; 4 - опорни решетки; 5 - течен преразпределител; 6 - хидравлични порти; 7 - дюза; 8 - мрежа, фиксираща дюзата; 9 - хидравличен затвор; 10 - опорна решетка; 11 - газоразпределител. В промишлеността се използват дюзи с различни форми и размери (Фигура 6.2), изработени от различни материали (метал, керамика, пластмаса и др.).
Фигура 6.2 - Видове дюзи за абсорбери:1 - сферични тела; 2 - пръстени на Рашиг; 3 - закрепване на акорд. Всички дюзи трябва да отговарят на следните изисквания: да са добре намокрени с течност за напояване; осигуряват ниско хидравлично съпротивление на газовия поток; създават възможност за високи натоварвания на апаратите за течност и газ; имат ниска плътност; равномерно разпределете течността за напояване; да са устойчиви на агресивни среди и да имат висока механична якост. Тънкостенните Рашиг пръстени са най-широко използвани като опаковки. За да работи абсорберът, дюзите трябва да бъдат равномерно напоени, за тези цели нанесетеспециални устройства - спринклери, които са разделени на струя и спрей. Дисковите абсорбери са вертикални цилиндрични колони, вътре в които на определено разстояние една от друга по височината на колоната са разположени хоризонтални прегради - плочи. Плочите служат за развиване на фазовата контактна повърхност по време на насоченото движение на тези фази (течността тече отгоре надолу, а газът тече отдолу нагоре) с многократно взаимодействие на течност и газ. Плочите могат да бъдат капачка, сито, клапан и други. Устройството на един от изброените видове абсорбери (с капачки) е показано на фигура 6.3, (a, b). Течността в тези абсорбери се подава към горната плоча, движи се по плочата от един спускащ канал към друг, тече от плоча към плоча и се отстранява от дъното на абсорбера. Газът навлиза в долната част на абсорбера, преминава през процепите на капачките (в други абсорбери - през отвори, прорези и др.) - Фигура 6.3, (c, d) и след това навлиза в течния слой на плочата. В този случай газът в течността се разпределя под формата на мехурчета и струи, образувайки в нея слой пяна, в който протичат основните процеси на масо- и топлообмен. След като премине през всички плочи, газът напуска горната част на апарата.
Фигура 6.3 - Разположение на колоната и тавите за капачки:а - колона с тарелки; b - две съседни плочи; c - капсулна капачка; g - форми на капсулни капачки; 1 - плочи; 2 - газови (парни) разклонителни тръби; 3 - кръгли капачки; 4 - преливни прегради (или тръби) с прагове; 5 - хидравлични порти; 6 - тяло на колона. В спрей абсорберите контактът между фазите се постига чрез рязане или пръскане на течността в газовия поток. Тези абсорбери се разделят на следните групи: кухи(дюза) пулверизиращи абсорбери, при които течността се пулверизира на капки от дюзи; механични пулверизатори, в които течността се пулверизира от въртящи се части. Устройството на един от изброените видове абсорбери (дюза) е показано на фигура 6.4. В тези абсорбери газът се движи отдолу нагоре, а течността се подава през дюзи 2, разположени в горната част на колоната 1 с посока на факела за пръскане, обикновено отгоре надолу. Атомизиращите кухи абсорбери се използват за улавяне на силно разтворими газове.
Фигура 6.4 - Разположение на кухите абсорбери за пръскане:a - вертикално с горно пръскане на течност; б - вертикална с течен спрей по височината на апарата; c - хоризонтален с напречен ток; 1 - корпус; 2 - дюзи; 3 - колектор за течност за напояване; 4 - защита срещу пръски; 5 - газоразпределителна решетка. За изолиране на абсорбирания газ (абсорбент) от абсорбента и получаването му в чиста форма, както и за повторно използване на абсорбента в процеса на абсорбция се извършва процес на десорбция. За осъществяване на процеса на десорбция се използват следните три метода: десорбция в поток от инертен газ или водна пара; оголване под действието на топлина, подадена към абсорбента; дестилация чрез намаляване на налягането над абсорбента. Схемите на индустриалните абсорбционни инсталации могат да бъдат разделени на две основни групи: с еднократно използване на абсорбента (т.е. не се извършва десорбция на абсорбираните компоненти); с многократно използване на абсорбента (т.е. с десорбция). Фигура 6.5 е диаграма на абсорбционна инсталация с десорбция и рециркулация на абсорбент. Абсорбентът от последния абсорбер 1 по хода на течността постъпва в колектора 2, откъдето се изпомпва от помпа 5 през топлообменника 8 до десорбера 9, в който се освобождава отабсорбиран газ. От десорбера, регенерираният абсорбент преминава през топлообменника 8, отдава топлина на абсорбента, доставен за десорбция, и след това се връща през охладителя 10, за да напоява първия абсорбент по посока на течността.
Фигура 6.5 - Схема на противоточна многостъпална абсорбционна инсталация с генериране на абсорбер и рециркулация на течността на етапи:1 - абсорбери; 2-4 - колекции; 5-7 - помпи; 8 - топлообменник; 9 - десорбер; 10 - хладилници. При нормална работа на абсорберите концентрацията на газопарната фаза не е в границите на възпламеняване, т.к. абсорбентът най-често изобщо не съдържа кислород или количеството му е толкова малко, че практически няма да повлияе на възможността за образуване на горими концентрации. Изключение правят случаите, когато пара или газо-въздушни смеси се подават към абсорберите за абсорбция. Оценка на опасността от концентрация в междинни контейнери, т.е. в контейнери, където се намира абсорбентът, наситен с абсорбирания компонент, е необходимо да се вземе предвид не само наличието на пари на самия абсорбент, но и абсорбираните пари или газ, които ще бъдат освободени от абсорбента. Концентрацията на сместа ще бъде в границите на запалимост, ако:
φн ≤ φр ≤ φв където φр - работна концентрация в апарата, об.%; φн, φв - съответно долна и горна концентрационни граници на разпространение на пламъка, % об. При пълнене на междинни контейнери с наситен абсорбент не се изключва възможността за образуване на локални горими концентрации в местата, където паровъздушната смес се освобождава навън през дихателните клапани. При осъществяване на абсорбционни процеси специфичен източник на запалване е самозапалването на пирофорни съединения, които се отлагат по стените на апарата. Други групи източници на запалване, като напробикновено отсъства. Изградената вентилационна и канализационна мрежа допринася за развитието на пожар. Пожарът бързо може да придобие големи мащаби, т.к. в резултат на авария голямо количество запалима течност и изпарения могат да излязат навън. Излизащата пара навън може да доведе до образуване на взривоопасни концентрации в обема на помещенията или на открити площи. Специфични изисквания за пожарна безопасност при абсорбционни процеси (регламентирани от [20, 25]): - основните устройства на абсорбционните инсталации трябва да се поставят на открити площи; - при открити инсталации през зимата дренажните и дренажните линии, както и участъците от тръбопроводи за подаване на замръзващи течности (вода, основи и други течности) трябва да имат подходяща изолация; - абсорберите преди пускане трябва да бъдат проверени, изправността и готовността за работа на всички свързани апарати и тръбопроводи, изправността на КИП, регулаторите на температурата и налягането в колоната, нивомерите на течността в долната част на колоната, резервоарите за обратен хладник и резервоарите за остатък; - устройствата за автоматичен контрол на нивото на течността в сепараторите трябва да са изправни. При липса на стационарни инструменти, лабораторният контрол трябва да се извършва на интервали, посочени в производствените инструкции.
Полезна информация: netent са представени в изобилие в онлайн слотове от netent company net entertainment, или netent,