(四)氣體吸收與解吸
氣體吸收按溶質(zhì)與溶劑是否發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)可分為物理吸收和化學(xué)吸收;按被吸收組分的不同,可分為單組分吸收和多組分吸收;按吸收體系(主要是液相)的溫度是否顯著變化,可分為等溫吸收和非等溫吸收。在選擇吸收劑時,應(yīng)注意溶解度、選擇性、揮發(fā)度、黏度。工業(yè)生產(chǎn)中使用的吸收塔的主要類型有板式塔、填料塔、湍球塔、噴灑塔和噴射式吸收器等。
解吸又稱脫吸,是脫除吸收劑中已被吸收的溶質(zhì),而使溶質(zhì)從液相逸出到氣相的過程。在生產(chǎn)中解吸過程用來獲得所需較純的氣體溶質(zhì),使溶劑得以再生,返回吸收塔循環(huán)使用。工業(yè)上常采用的解吸方法有加熱解吸、減壓解吸、在惰性氣體中解吸、精餾方法。
(五)干燥
干燥按其熱量供給濕物料的方式,可分為傳導(dǎo)干燥、對流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥。干燥按操作壓強(qiáng)可分為常壓干燥和減壓干燥;按操作方式可分為間歇式干燥與連續(xù)式干燥。常用的干燥設(shè)備有廂式干燥器,轉(zhuǎn)筒干燥器、氣流干燥器、沸騰床干燥器、噴霧干燥器。為防止火災(zāi)、爆炸、中毒事故的發(fā)生,干燥過程要采取以下安全措施:
1當(dāng)干燥物料中含有自燃點(diǎn)很低或含有其他有害雜質(zhì)時必須在烘干前徹底清除掉,干燥室內(nèi)也不得放置容易自燃的物質(zhì)。
2干燥室與生產(chǎn)車間應(yīng)用防火墻隔絕,并安裝良好的通風(fēng)設(shè)備,電氣設(shè)備應(yīng)防爆或?qū)㈤_關(guān)安裝在室外。在干燥室或干燥箱內(nèi)操作時,應(yīng)防止可燃的干燥物直接接觸熱源,以免引起燃燒。
3干燥易燃易爆物質(zhì),應(yīng)采用蒸汽加熱的真空干燥箱,當(dāng)烘干結(jié)束后,去除真空時,一定要等到溫度降低后才能放進(jìn)空氣;對易燃易爆物質(zhì)采用流速較大的熱空氣干燥時,排氣用的設(shè)備和電動機(jī)應(yīng)采用防爆的;在用電烘箱烘烤能夠蒸發(fā)易燃蒸氣的物質(zhì)時,電爐絲應(yīng)完全封閉,箱上應(yīng)加防爆門;利用煙道氣直接加熱可燃物時,在滾筒或干燥器上應(yīng)安裝防爆片,以防煙道氣混入一氧化碳而引起爆炸。
4.間歇式干燥,物料大部分靠人力輸送,熱源采用熱空氣自然循環(huán)或鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán),溫度較難控制,易造成局部過熱,引起物料分解造成火災(zāi)或爆炸。因此,在干燥過程中,應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。
5.在采用洞道式、滾筒式干燥器干燥時,主要是防止機(jī)械傷害。在氣流于燥,噴霧干燥、沸騰床干燥以及滾筒式干燥中,多以煙道氣、熱空氣為干燥熱源。
6.干燥過程中所產(chǎn)生的易燃?xì)怏w和粉塵同空氣混合易達(dá)到爆炸極限。在氣流干燥中,物料由于迅速運(yùn)動相互激烈碰撞、摩擦易產(chǎn)生靜電;滾筒干燥過程中,刮刀有時和滾筒壁摩擦產(chǎn)生火花,因此,應(yīng)該嚴(yán)格控制干燥氣流風(fēng)速,并將設(shè)備接地;對于滾筒干燥,應(yīng)適當(dāng)調(diào)整刮刀與筒壁間隙,并將刮刀牢牢固定,或采用有色金屬材料制造刮刀,以防產(chǎn)生火花。用煙道氣加熱的滾筒式干燥器,應(yīng)注意加熱均勻,不可斷料,滾筒不可中途停止運(yùn)轉(zhuǎn)。斗口有斷料或停轉(zhuǎn)應(yīng)切斷煙道氣并通氮。干燥設(shè)備上應(yīng)安裝爆破片。
(六)蒸發(fā)
蒸發(fā)按其采用的壓力可以為常壓蒸發(fā)、加壓蒸發(fā)和減壓燕發(fā)(真空蒸發(fā))。按其蒸發(fā)所需熱量的利用次數(shù)可分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。蒸發(fā)過程要注意如下問題:
1蒸發(fā)器的選擇應(yīng)考慮燕發(fā)溶液的性質(zhì),如溶液的黏度、發(fā)泡性、腐蝕性、熱敏性,以及是否容易結(jié)垢、結(jié)晶等情況。
2在蒸發(fā)操作中,管內(nèi)壁出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象是不可避免的,尤其當(dāng)處理易結(jié)晶和腐蝕性物料時,使傳熱量下降。在這些蒸發(fā)操作中,一方面應(yīng)定期停車清洗、除垢;另一方面改進(jìn)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu),如把蒸發(fā)器的加熱管加工光滑些,使污垢不易生成,即使生成也易清洗,提高溶液循環(huán)的速度,從而可降低污垢生成的速度。
(七)結(jié)晶
結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程。結(jié)晶是一個重要的化工單元操作,主要用于制備產(chǎn)品與中間產(chǎn)品、獲得高純度的純凈固體物料。
結(jié)晶過程常采用攪拌裝置。攪動液體使之發(fā)生某種方式的循環(huán)流動,從而使物料混合均勻或促使物理、化學(xué)過程加速操作。
結(jié)晶過程的攪拌器要注意如下安全問題:
1.當(dāng)結(jié)晶設(shè)備內(nèi)存在易燃液體蒸氣和空氣的爆炸性混合物時,要防止產(chǎn)生靜電,避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。
2,避免攪拌軸的填料函漏油,因?yàn)樘盍虾械挠吐┤敕磻?yīng)器會發(fā)生危險。例如硝化反應(yīng)時,反應(yīng)器內(nèi)有濃硝酸,如有潤滑油漏入,則油在濃硝酸的作用下氧化發(fā)熱,使反應(yīng)物料溫度升高,可能發(fā)生沖料和燃燒爆炸。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)有強(qiáng)氧化劑存在時,也有類似危險。
3對于危險易燃物料不得中途停止攪拌。因?yàn)閿嚢柰V箷r,物料不能充分混勻,反應(yīng)不良,且大量積聚;而當(dāng)攪拌恢復(fù)時,則大量未反應(yīng)的物料迅速混合,反應(yīng)劇烈,往往造成沖料,有燃燒、爆炸危險。如因故障而導(dǎo)致攪拌停止時,應(yīng)立即停止加料,迅速冷卻;恢復(fù)攪拌時,必須待溫度平穩(wěn)、反應(yīng)正常后方可續(xù)加料,恢復(fù)正常操作。
4.攪拌器應(yīng)定期維修,嚴(yán)防攪拌器斷落造成物料混合不勻,最后突然反應(yīng)而發(fā)生猛烈沖料,甚至爆炸起火,攪拌器應(yīng)靈活,防止卡死引起電動機(jī)溫升過高而起火。攪拌器應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,以防止因變形而與反應(yīng)器器壁摩擦造成事故。
(八)萃取
萃取時溶劑的選擇是萃取操作的關(guān)鍵,萃取劑的性質(zhì)決定了萃取過程的危險性大小和特點(diǎn)。萃取劑的選擇性、物理性質(zhì)(密度、界面張力、黏度)、化學(xué)性質(zhì)(穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性)、萃取劑回收的難易和萃取的安全問題(毒性、易燃性、易爆性)是選擇萃取劑時需要特別考慮的問題。工業(yè)生產(chǎn)中所采用的萃取流程有多種,主要有單級和多級之分。
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)盤萃取塔、往復(fù)振動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、儲藏等,常需將物料降到比水或周圍空氣更低的溫度,這種操作稱為冷凍或制冷。
冷凍操作的實(shí)質(zhì)是利用冷凍劑自身通過壓縮—冷卻—蒸發(fā)(或節(jié)流、膨脹)的循環(huán)過程,不斷地由被冷凍物體取出熱量(一般通過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。一般說來,冷凍程度與冷凍操作技術(shù)有關(guān),凡冷凍范圍在—100℃以內(nèi)的稱冷凍;而在— 100~—200℃或更低的,則稱為深度冷凍或簡稱深冷。
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