วิธี การ ออกแบบ เครื่องปฏิกิริยา เคมีเหล็ก ไม่ เหล็ก: คู่มือ วิศวกรรม

การออกแบบปฏิกิริยาเคมีจากสแตนเลสเป็นโจทย์ท้าทายหลายสาขา ที่รวมความต้องการของกระบวนการเคมีกับความสมบูรณ์แบบทางกล,ความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการทํางาน ในขณะที่ยึดถือกฎหมายการผลิตสากลที่เข้มงวด

คู่มือนี้อธิบายขั้นตอนวิศวกรรมที่สําคัญในการนําตัวปฏิกิริยาจากแนวคิดกระบวนการไปยังสินทรัพย์ที่ผลิตและสอดคล้องกับรหัส

ก่อนที่จะสัมผัสกับโปรแกรม CAD คุณต้องกําหนด "หน้าที่" ของตัวประกอบไฟฟ้า

• คีเนติกปฏิกิริยา:เข้าใจอัตราการปฏิกิริยา ความร้อนของปฏิกิริยา ( exothermic vs endothermic) และความต้องการเวลาพักอาศัย
• ระบบปฏิบัติการ:กําหนดความดันทํางานสูงสุดที่อนุญาต (MAWP) และช่วงอุณหภูมิการทํางาน
• ลักษณะระยะ:พิจารณาว่าคุณกําลังจัดการกับระบบก๊าซ-เหลว หรือเหลว-เหลว หรือเหลวแข็ง เพราะนี่จะกําหนดความต้องการในการกระตุ้นและการเข้า

ตามกระบวนการ เลือกการตั้งค่าที่เหมาะสม:

• ระบบปฏิกิริยาชุดที่ดีที่สุดสําหรับการสังเคราะห์ขนาดเล็ก, มูลค่าสูง, หรือหลายผลิตภัณฑ์
• ซีเอสทีอาร์ (Continuous Stirred-Tank Reactor)เหมาะสําหรับการผลิตในสภาพคงที่ ที่ต้องการอุณหภูมิและความเข้มข้นแบบเดียวกัน
• เครื่องปฏิกิริยาไหลของพล็อก (PFR):ใช้สําหรับปฏิกิริยาที่ต้องการการแปลงสูงและการกระจายเวลาที่อยู่เฉพาะ

ความปลอดภัยเป็นสิ่งสําคัญในวงการอุตสาหกรรมกฎหมาย ASME สําหรับเครื่องปั่นและเครื่องปั่น (BPVC) ภาค VIII ภาค 1.

• ความหนาของเปลือก:คํานวณความหนาของผนังขึ้นอยู่กับความดันภายใน/ภายนอก, กว้าง, และความเครียดของวัสดุที่อนุญาต
• กณิตศาสตร์หัว:เลือกระหว่างหัว torispherical, ellipsoidal, หรือ hemispherical ตามความต้องการความดันและประสิทธิภาพการระบายน้ํา
• การเลือกวัสดุ: SS 304L:มาตรฐานสําหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไปที่ไม่เป็นสารกัด
  • SS 316L:มาตรฐานทองคําของอุตสาหกรรมสําหรับความทนทานเหนือกว่าในการเจาะ, การกัดกร่อนแยก, และความรู้สึกต่อการเชื่อม (ก๊าบคาร์บอนต่ํา)

การออกแบบภายในเปลี่ยนภาชนะความดันเป็นเครื่องมือกระบวนการ

• การถ่ายทอดความร้อน:ขนาดพื้นที่พื้นผิวกระโปรงหรือโค้ลภายในเพื่อรับมือกับแรงร้อนสูงสุดของปฏิกิริยาข้อแนะนํา: น้ํายาที่มีความเหนียวแน่นสูง มักต้องใช้โค้ล "ครึ่งท่อ" เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการถ่ายทอดความร้อนที่ดีกว่า
• การกระตุ้น:เลือกหมุนที่สอดคล้องกับไดนามิกของของเหลว (ตัวอย่างเช่น หมุนสําหรับการกระจายก๊าซ / การกระจายก๊าซที่สูง; แอนเกอร์สําหรับความแน่นสูง / การถ่ายทอดความร้อน)
• แบฟล์:คํานวณตําแหน่งของกระเบื้องเพื่อกําจัดพื้นที่ตาย และป้องกันการสร้างหมุนเวียน ซึ่งยับยั้งการผสมที่มีประสิทธิภาพ

การออกแบบเพื่อป้องกันความล้มเหลว

• การลดความดัน:ติดตั้งแผ่นหักหรือวาล์วความปลอดภัยที่มีขนาดตามอัตราการผลิตแก๊สในช่วงสภาพ "ผิดปกติ" (ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาหลุดหนี)
• การปิด:ระบุการปิดเครื่องจักรกลความสมบูรณ์แบบสูงที่ได้รับการระบุสําหรับความดันสูงสุดและสภาพแวดล้อมทางเคมีของตัวประกอบการ
• CIP/SIP:สําหรับกระบวนการอนามัย ออกแบบภายในให้ "ไม่มีรอยแตก" เพื่อให้สามารถทําความสะอาดโดยอัตโนมัติ

ถาม: ผมคิดหนาผนังของเรอคเตอร์ของผมได้อย่างไร?

A: ความหนาของผนังถูกคํานวณโดยใช้สูตรส่วนที่ VIII ของ ASME โดยใช้แรงดันการออกแบบ กว้างภายในและความเข้มข้นที่อนุญาตของสแตนเลสประเภทเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิการออกแบบ.มักจะรวม "ค่าอนุญาตการกัดกรอง" (เช่น 1 ′′ 3 มม) เพื่อให้มีการคํานวณการสูญเสียวัสดุตลอดอายุการใช้งานของภาชนะ

Q: เมื่อผมควรเลือกส่วนที่ 1 มากกว่าส่วนที่ 2 สําหรับความสอดคล้องกับ ASME?

A:ภาคที่ 1ใช้ "การออกแบบตามกฎ" และเป็นมาตรฐานสําหรับภาชนะอุตสาหกรรมเคมีทั่วไปส่วนใหญ่ ภาคที่ 2ใช้ "การออกแบบโดยการวิเคราะห์" (มักจะผ่านการวิเคราะห์ธาตุปลาย) และอนุญาตให้ผนังบางในการใช้งานความดันสูง แต่มันต้องการการตรวจสอบและเอกสารที่เข้มงวดกว่ามาก

คําถาม: ทําไม "316L" จึงถูกเลือกแทน "304" สําหรับการออกแบบปฏิกิริยาเคมี?

A: 316L มีโมลิบเดนัม ซึ่งเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อนและการกัดกร่อนที่สําคัญในการแปรรูปสารเคมีที่มีปฏิกิริยา"L" (คาร์บอนต่ํา) รับประกันว่าคาร์บิดโครเมียมไม่หลอมลงระหว่างการปั่นซึ่งป้องกันการกัดกรองในข้อต่อ

คําถาม: ผมป้องกัน "บริเวณตาย" ในการออกแบบตัวประกอบไฟฟ้าของผมได้อย่างไร?

ตอบ: โซนตายเกิดขึ้นเมื่อความเร็วของของเหลวใกล้ศูนย์ ส่งผลให้มีวัสดุสะสมขึ้น คุณสามารถลดให้น้อยที่สุดโดยการรับรองการครอบคลุมการสั่นสะเทือนที่เหมาะสม (ใช้อุปกรณ์บีฟล์และความสูงของอิมเปลเลอร์ที่ปรับปรุง)การกลมมมุมภายในทั้งหมด (รัศมีฟิลเล่), และการวางจุ้ยเพื่อให้แน่ใจว่าการไหลเวียนของความวุ่นวายใกล้ฐานของภาชนะ.