Серия «Живое проектирование»

• Барботажная абсорбционная колонна;

• Флотационная машина (Флотомашина);

• Аэротэнк;

• Эрлифтный биореактор;

• Сатуратор;

• Барботажный деаэратор;

• Озонаторная колонна;

• Фотобиореактор для микроводорослей;

• Аппарат для барботажного обезжелезивания;

• Барботажная моечная машина.

Далее изучу предложения на рынке и попробую определить основные технологические особенности работы изделий. На основе этого пойму направление и примерные среды с которыми работает изделие.

Я столкнулся с трудностью в том, что некоторые изделия из списка не продают как изделие, а проектируют под определенную работу или сооружение, так что для них я брал информацию из источников которые описывают принцип работы таких изделий.

Потом решил сильно упростить и смотреть только на поверхности определение основных сред протекания техпроцесса, и понял что в основе это вода.

В воде твердые частицы и взвеси пыли очищаются в барботажных колоннах; в воде кислоты и щелочи снижают концентрацию и абсорбируются так же в барботажных колоннах; в воде, а вернее в пульпе (жидкость и твердые частицы (угль, руды)), происходит барботаж для насыщещения в флотомашинах; сточные воды в аэротэнках; эрлифтные биореакторы имеют водную среду для роста микроорганизмов; в сатураторах питьевая вода становится газированной; в деаэраторах техническая вода обрабатывается для подачи в отопительное оборудование; фотобиореактор для микроводорослей так же как и эрлифтный биореактор; аппарат для барботажного обезжелезивания использует воду; ну и моечная машина барботажная так же.

Но есть несколько уточнений, если это очистка от кислот и щелочей, то надо смотреть на их концентрацию, и подбирать материал — не зря сосуды футеруют изнутри или используют кислотостойкие стали.

Решил что не буду так сильно углубляться, в целом это практически всегда вода или её производная с каким-то содержанием агрессивной или дисперсной среды. Буду исходить из этого — посмотрю на что есть больше технической информации и возьму информацию о распространённых кислотах.

Так что дальше не буду определять потребности (в АТР есть списки но они не предоставляют много информации, а отраслевые новости слишком объёмные), сконцентрируюсь на определении объёма информации о проектировании, расчётах и условиях для изделий из ранее представленного списка. Тем самым я смогу определить для себя что я выберу объектом моего проектирования и частью портфолио.

Начну с барботажных скрубберов. Они представляю собой колоны с подачей очищаемого воздуха через нижнюю часть, в средней части располагаются провальные тарелки (диски вогнутые/прямые с отверстиями для прохода через них воздуха и слива жидкости), в верхней части форсунка или сливной патрубок (зачастую форсунки) для подачи жидкости (абсорбера) на провальные тарелки, выше устанавливают каплеуловители или отбойники для недопущения каплеуноса в систему, в крышке выходное отверстие для очищенного газа, в днище (обычно конусное) сливное отверстие для загрязненной жидкости.

Зачастую такие скрубберы круглого сечения, реже прямоугольного сечения. Из-за своей достаточно лёгкой конструкции подразумеваю что вся сложность кроется в расчётах.

Принцип работы строится на образовании пены, и её большой площади для массообмена.

Если обращаться к сайтам продавцов или производителей можно выделить основные характеристики:

• отчистка газа от дисперсных веществ (до 1 мкм), поглощение (абсорбером) кислот, щелочей и других токсичных сред;

• производительность большого диапазоном от 500 до 100 000 м3/час;

• рабочая температура до 700 °С;

• гидравлическое сопротивление до 10 000 Па (0,1 бар);

• в основном используют сталь с футеровкой, реже нержавеющую сталь или кислостойкую;

• средний ценник 500 000 - 800 000 рублей.

Так же встречал полимерные скрубберы — из плюсов не надо футеровать; из минусов — выше чем 250 °С не прогреешь. Полимером часто выступает ПА или Ф4, Ф4 из-за своей технологичности и инертности к большинству агрессивных сред.

Далее барботёр. Невероятно примитивный инструмент со стороны. Пока определял основные конструктивные элементы понял что их делают из чего попало, для подсобного хозяйства люди используют обычные стеклянные банки.

Но всё же, это сосуд, с подведёнными трубками к нему, одна трубка опускается практически в дно, вторая трубка заподлицо с крышкой. Барботажная трубка может не только иметь одно отверстие, но и несколько отверстий или прорезей; зачастую такие производят более интенсивный барботаж; также встречал в книге Касаткина "Основные процессы и аппараты химической технологии" указание колокола барботажного, по факту это всего на всего раструб на конце трубы, но у него сделаны зазубрины по контуру которые разбивают большие пузыри, ещё такие колокола (колпачки) используют в тарельчатых барботёрах и закрывают ими отверстие направляя потока газа в воду и разбивая пузыри.

Встречаются сосуды с наличием нескольких входов (барботажный колодец). Так делают чтобы проходил не массообмен, а теплообмен. Описание таких систем я встречал как использование в котельных, для охлаждения сбрасываемой воды — принцип здесь не много другой, впускают горячую и холодную воду для теплообмена, пар выходит через отверстие в крышке, как такового барботажа нет, или он происходит косвенно из-за поднимающегося пара.

Цены могут быть какие угодно. Да и производителей в сети будто бы не так много, в основном встречались сайты с описанием что это и для чего, иногда как сделать дома; а чтобы продавали и указывали характеристики с ценой, таких мало.

Часть с теплообменом барботированием пропустил, так как он может использоваться в любой из этих методов работы.

Теперь на очереди аэротэнк. Это резервуар с приёмом сточных вод, обработкой, подготовкой и спуском в водоём. Он используется на очистных сооружениях, или на автономных объектах.

Это резервуар, чаще, открытого типа, разделенный на несколько секций; секции несут определенную функцию:

• отстойник сточных вод — секция с решеткой;

• секция очистки — здесь уже находится биофильтр, активный ил — активный ил это илистые отложения с микроорганизмами которые как раз и очищают сточные вод его следует постоянно аэрировать чтобы активный ил имел хорошее перемешивание и занимал большую часть пространства;

• остальные секции;

• секция сброса очищенной воды.

В "остальные секции" я спрятал вторичные и третичные отсеки, иногда перед секцией очистки ставят пескоуловители, и другие способы очистки. Здесь барботаж работает как элемент перемешивания и создания взвешенного слоя из микроорганизмов.

На фотографиях и в описании не совсем ясно как происходит барботирование, но могу предположить — по трубам проложенным по дну секции. Зачастую это переливные системы, в новых системах встречается эрлифт (насос перекачной).

В целом, основные виды и конструкции барботажных систем я для себя разобрал. Далее хочу определить основные потребности российской химии или промышленности, и от этого я буду исходить дальше.

Больше постов здесь:

https://t.me/EvolutionaryDesign

Ориентируюсь на мысли при проектировании и небольшие отчёты в ТГ, недельные саммари на Пикабу.

Почему пишу этот пост и что вообще происходит? Я хочу уйти на длинные проекты и удаленную работу, хочу совершенствоваться и чувствовать важность и профессионализм — решил завести блог в котором я описываю своё проектирование в живую, так я смогу получать обратный опыт от опытных конструкторов и инженеров, а в конечном итоге хочу сделать этот блог своим портфолио где в конце я выполню полный комплект технической документации по всем стадиям разработки согласно ГОСТ 2.103 для элемента химической промышленности. Судить пожалуйста строго, мне надо многому научиться.

Своей целью и задачей я сделал Барботёр, я встречался с ним в своей практике, понимаю принцип его работы, на него есть руководящие документы и литература в которой описываются расчёты. Времени у меня не так много, так что этот pet-проект долготекучий. Я разбил проект на этапы, сейчас идёт 0-й этап, в нём я выполняю сбор информации и разбор существующих решений. Вот что я уже определил для себя.

Начал разбор ГОСТа 34347, он описывает сосуды, в целом это основной конструктивный элемент моего Барботёра, в нём я пока остановился на 3-ей главе, так как она в себе содержит основную информацию для определения основных качеств сосудов. Далее определил основные тезисы для себя и добавил некоторые комментарии:

• Согласно п. 3.1.1 сосуд должен быть технологичен (значит буду рассматривать доступные стали и конструкции без излишеств); для визуального осмотра предусмотрю смотровые окна или фланец (в зависимости от применяемости барботёра, это я определю позже); для очистки/промывки/опорожнения видимо нужно будет делать сливной патрубок, так же этот патрубок буду использовать как пробоотборник; на одной из стенок установлю место под контроль давления;

• В п. 3.1.3 сосуд должен быть спроектирован с учётом его транспортировки, если он превышает транспортируемый габарит — значит должен быть разделён на части;

• П. 3.1.7 ссылается на ГОСТ 9617 который определяет базовые диаметры сосудов. Кстати, интересный момент, недавно я искал кто производит в Северо-Западном регионе эллиптические днища по ГОСТ 6533; и всё что я находил и было указано на сайте, но по факту они не производят по ГОСТ, а делают под какой-то набор Ду — в одном месте даже не знали о существовании этого ГОСТ, хотя на сайте ссылаются на него.

Далее я решил изучить решения на рынке, попытаться определить необходимые среды барботирования и из этого исходить какого формфактора придерживаться чтобы идти дальше по исследованию 0-го этапа.

В целом начало такое и оно положено. Больше постов здесь:

https://t.me/EvolutionaryDesign

Ориентируюсь на мысли при проектировании и небольшие отчёты в ТГ, недельные саммари на Пикабу.