Pytania pomocnicze - CHM.02

Zawór bezpieczeństwa chroni aparat przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia. W razie nadciśnienia otwiera się i odprowadza nadmiar medium.

Manometr służy do pomiaru ciśnienia wewnątrz reaktora. Pozwala operatorowi kontrolować, czy proces przebiega w bezpiecznym zakresie.

Wakuometr mierzy podciśnienie, czyli ciśnienie niższe od atmosferycznego. Reaktor syntezy amoniaku pracuje pod wysokim ciśnieniem dodatnim.

Barometr mierzy ciśnienie atmosferyczne. Manometr mierzy ciśnienie medium w aparacie lub instalacji technologicznej.

Reaktor pracuje w wysokiej temperaturze i pod dużym ciśnieniem. Zwykły termometr szklany nie jest odpowiedni do takich warunków przemysłowych.

Temperaturę w kelwinach przelicza się według wzoru: °C = K − 273,15. Dla 700 K jest to około 427°C.

Synteza amoniaku jest procesem katalitycznym i egzotermicznym. Zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura może pogorszyć wydajność procesu albo stworzyć zagrożenie technologiczne.

Zawór zwrotny zapobiega cofaniu się medium w instalacji. Nie służy jednak do obniżania nadmiernego ciśnienia w aparacie.

Odwadniacz usuwa skropliny i gazy nieskraplające się, nie dopuszczając do ucieczki świeżej pary. Dzięki temu wymiennik pracuje sprawnie i bezpiecznie.

Odwadniacz powinien przepuszczać głównie kondensat, a nie parę. Ucieczka pary oznacza zwykle nieszczelność lub zablokowanie elementu zamykającego.

Zanieczyszczenia osadzają się na powierzchniach uszczelniających, np. gnieździe zaworu. Uniemożliwia to pełne domknięcie i powoduje przepływ pary.

Powoduje straty pary, wzrost zużycia energii i spadek sprawności układu. Może też zakłócać prawidłową wymianę ciepła.

Zalegające skropliny pogarszają przekazywanie ciepła i mogą prowadzić do uderzeń wodnych. Ich obecność zmniejsza skuteczność ogrzewania.

Należy okresowo czyścić odwadniacze, stosować filtry, kontrolować szczelność i sprawdzać stan elementów zamykających. Ważny jest też właściwy dobór odwadniacza do parametrów pracy.

Flotacja polega na rozdzielaniu składników zawiesiny dzięki różnicom w ich zwilżalności. Cząstki przyczepiające się do pęcherzyków powietrza unoszą się z pianą na powierzchnię.

Powietrze tworzy pęcherzyki, do których przyczepiają się wybrane cząstki stałe. Bez napowietrzania nie powstaje prawidłowa piana flotacyjna.

Mieszadło utrzymuje zawiesinę w ruchu, zapobiega osiadaniu cząstek i ułatwia równomierne rozprowadzenie powietrza oraz odczynników flotacyjnych.

Powstaje zbyt mało pęcherzyków powietrza lub są one nierównomiernie rozprowadzane. Skutkuje to słabą pianą i pogorszeniem skuteczności rozdziału.

Separator magnetyczny służy do rozdzielania materiałów według właściwości magnetycznych. Flotownik działa na innej zasadzie: wykorzystuje pęcherzyki powietrza i różnice zwilżalności cząstek.

Typowe objawy to brak stabilnej piany, osiadanie zawiesiny, nierównomierne napowietrzanie, spadek wydajności rozdziału oraz nadmierne drgania mieszadła.

Reaktor autoklawowy służy do prowadzenia reakcji chemicznych w szczelnie zamkniętym aparacie, najczęściej pod podwyższonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze.

Podwyższone ciśnienie może zwiększać szybkość reakcji, poprawiać wydajność procesu lub umożliwiać reakcje z udziałem gazów, np. wodoru, amoniaku czy tlenku węgla.

Powinien być wyposażony m.in. w manometr, zawór bezpieczeństwa, układ kontroli temperatury i ciśnienia oraz szczelne zamknięcie odporne na warunki pracy.

Synteza pod podwyższonym ciśnieniem wymaga aparatu odpornego na nadciśnienie, np. autoklawu. Synteza pod zmniejszonym ciśnieniem odbywa się w warunkach próżni lub obniżonego ciśnienia.

Szczelność pozwala utrzymać wymagane ciśnienie i zapobiega wydostawaniu się reagentów, które często mogą być toksyczne, palne lub żrące.

Najważniejsze zagrożenia to nadmierny wzrost ciśnienia, przegrzanie, rozszczelnienie aparatu, wybuch mieszaniny reakcyjnej oraz kontakt z niebezpiecznymi substancjami.

Zamknięcie zaworów po obu stronach izoluje nieszczelny fragment instalacji. Ogranicza to wypływ medium i zmniejsza ryzyko powiększenia awarii.

Główne zagrożenia wynikają z wysokiego ciśnienia: gwałtowny wypływ, hałas, unoszenie pyłu i możliwość urazu przez strumień powietrza lub wyrwane elementy.

Wtłaczanie medium zwiększa ciśnienie w uszkodzonym przewodzie. Może to nasilić wyciek, powiększyć pęknięcie albo doprowadzić do rozerwania rurociągu.

Takie czynności wykonuje się zwykle po odcięciu instalacji, zwłaszcza przed remontem lub przy mediach palnych, toksycznych albo reaktywnych. Nie jest to pierwsze działanie przy prostym wycieku sprężonego powietrza.

Zawory odcinające służą do całkowitego zamknięcia przepływu medium. Pozwalają wyłączyć z pracy określony odcinek rurociągu lub urządzenie.

Należy bezpiecznie rozprężyć lub opróżnić odcinek, oznakować miejsce awarii i zabezpieczyć instalację przed przypadkowym uruchomieniem. Dopiero potem można prowadzić naprawę.

Najpierw trzeba zabezpieczyć i odciąć uszkodzony odcinek. Dopiero po opanowaniu awarii można rozważyć przełączenie przepływu na rurociąg zapasowy, jeśli procedura zakładowa na to pozwala.

Różne gatunki węgla mają odmienne właściwości koksotwórcze. Ich mieszanie pozwala uzyskać wsad o wymaganej spiekalności, zawartości popiołu i jakości końcowego koksu.

Rozdrobnienie ułatwia uzyskanie jednorodnej mieszanki i poprawia równomierność ogrzewania wsadu w komorze koksowniczej. Wymagane jest, aby większość ziaren miała średnicę poniżej określonej wartości, np. 3 mm.

Przesiewanie służy kontroli uziarnienia i oddzieleniu zbyt dużych kawałków węgla, czyli nadziarna. Dzięki temu wsad spełnia wymagania technologiczne.

Nadmierna wilgoć zwiększa zużycie ciepła, ponieważ woda musi zostać odparowana podczas ogrzewania wsadu. Może też pogarszać stabilność i ekonomię pracy baterii koksowniczej.

Popiół pozostaje w koksie jako niepalna pozostałość mineralna. Im więcej popiołu, tym gorsza jakość koksu i mniejsza jego wartość użytkowa.

Samo użycie różnych gatunków węgla nie wystarcza. Muszą być one odmierzone i wymieszane w takich proporcjach, aby cała mieszanka miała wymagane właściwości technologiczne.

Wsad do komór koksowniczych przygotowuje się głównie przez rozdrabnianie, mieszanie, przesiewanie i ewentualne suszenie. Granulacja służy tworzeniu granulek i nie odpowiada wymaganiu uzyskania drobnej mieszanki węglowej.

Stosunek molowy wynika ze współczynników stechiometrycznych stojących przed wzorami substancji. W reakcji H3PO4 + 3NaOH stosunek H3PO4 do NaOH wynosi 1:3.

Kwas fosforowy(V) ma trzy atomy wodoru kwasowego, które mogą reagować z jonami OH-. Dlatego całkowite zobojętnienie wymaga trzech moli NaOH na jeden mol H3PO4.

Liczbę moli oblicza się ze wzoru n = m / M, gdzie m to masa substancji, a M to masa molowa. Przy masach w kilogramach wygodnie używać jednostki kg/kmol.

Oznacza to, że należy zastosować ilość o 10% większą niż ilość stechiometrycznie wymagana. Matematycznie masę teoretyczną mnoży się przez 1,10.

294 kg H3PO4 to 3 kmole. Z równania potrzeba 3 razy więcej moli NaOH, czyli 9 kmoli, co daje 360 kg NaOH; po dodaniu 10% nadmiaru otrzymuje się 396 kg.

Najczęściej dodaje się procent nadmiaru do niewłaściwej substancji albo przed obliczeniem ilości stechiometrycznej. Nadmiar trzeba doliczyć dopiero do obliczonej ilości wskazanego reagenta.

Tak, pod warunkiem zachowania zgodnych jednostek. Dla mas w kg wygodnie stosuje się masy molowe w kg/kmol, np. M(NaOH) = 40 kg/kmol.

Aby zwiększyć zawartość składnika użytecznego i zmniejszyć ilość skały płonnej kierowanej do urządzeń. Dzięki temu proces jest wydajniejszy i tańszy.

Urządzenia pracują na materiale bogatszym, więc nie zużywają energii i czasu na przerób dużej ilości bezużytecznych zanieczyszczeń. Poprawia to ich efektywność eksploatacyjną.

Skała płonna to mineralna część surowca, która nie zawiera pożądanego składnika lub zawiera go zbyt mało. W procesie wzbogacania dąży się do jej usunięcia.

Elektroliza służy głównie do przemian elektrochemicznych substancji w roztworach lub stopach. Nie jest typową metodą wstępnego zwiększania zawartości siarki w rudzie.

Prażenie jest procesem termicznym, czyli etapem właściwej przeróbki surowca. Pytanie dotyczy czynności wykonywanej przed przetworzeniem rudy, aby lepiej wykorzystać urządzenia.

Najczęściej wykonuje się kruszenie, mielenie, przesiewanie i klasyfikację ziarnową. Przygotowują one materiał do skuteczniejszego rozdziału składników.

NaHCO₃ wytrąca się jako osad podczas karbonizacji solanki amoniakalnej. Filtracja pozwala oddzielić go od roztworu zawierającego sole amonowe.

Przesącz zawiera przede wszystkim sole amonowe, głównie chlorek amonu NH₄Cl. Nie jest to produkt końcowy, lecz strumień kierowany do regeneracji amoniaku.

Jej zadaniem jest odzysk amoniaku z soli amonowych. Odzyskany NH₃ zawraca się do wcześniejszego etapu nasycania solanki.

Zawiera on cenny amoniak związany w solach amonowych. W procesie Solvaya amoniak powinien być odzyskany, a nie tracony jako odpad.

W kolumnie karbonizacyjnej do solanki amoniakalnej wprowadza się CO₂. W wyniku reakcji powstaje osad NaHCO₃ oraz roztwór zawierający sole amonowe.

Piec służy do termicznego rozkładu NaHCO₃ do Na₂CO₃, czyli sody kalcynowanej. Nie służy do przerobu przesączu zawierającego sole amonowe.

Stosuje się wapno gaszone, czyli Ca(OH)₂. Reaguje ono z NH₄Cl, uwalniając gazowy amoniak NH₃.

Wirówka filtracyjna rozdziela zawiesinę dzięki sile odśrodkowej. Ciecz przechodzi przez siatkę lub tkaninę filtracyjną, a cząstki stałe pozostają na przegrodzie jako osad.

Materiał filtracyjny może się zużyć, zatkać albo uszkodzić. Pogarsza to skuteczność filtracji i może prowadzić do przedostawania się cząstek stałych do filtratu.

Wirówka filtracyjna zatrzymuje ciało stałe na przegrodzie filtracyjnej. Separator talerzowy rozdziela głównie ciecze lub zawiesiny dzięki układowi talerzy separacyjnych.

Typowe objawy to spadek wydajności, mętny filtrat, nierównomierne odwadnianie osadu, wzrost drgań lub częste zapychanie się przegrody.

Należy zatrzymać urządzenie, odłączyć zasilanie, zabezpieczyć przed przypadkowym uruchomieniem i poczekać na całkowite zatrzymanie elementów wirujących.

Bęben jest elementem wirującym, w którym znajduje się zawiesina i przegroda filtracyjna. Jego ruch powoduje powstanie siły odśrodkowej przyspieszającej oddzielanie cieczy od osadu.