Pytania pomocnicze - CHM.02

Służy głównie do przepompowywania cieczy między aparatami, zbiornikami i rurociągami. Może też wspomagać mieszanie cieczy przez wymuszanie jej obiegu.

Za nadanie cieczy energii odpowiada wirnik. Obracając się, wprawia ciecz w ruch i zwiększa jej ciśnienie oraz prędkość przepływu.

Praca bez cieczy może spowodować przegrzanie i uszkodzenie uszczelnień lub elementów roboczych. Ciecz często pełni funkcję chłodzącą i smarującą.

Pompa wirowa wykorzystuje obracający się wirnik i zapewnia zwykle ciągły przepływ. Pompa membranowa działa dzięki ruchowi membrany i nadaje się m.in. do cieczy agresywnych lub dozowania.

Gdy ciecz jest tłoczona w obiegu zamkniętym, jej cyrkulacja powoduje wyrównywanie składu i temperatury. Takie rozwiązanie stosuje się np. przy mieszaniu zawartości zbiornika.

Najczęściej są to ciecze o stosunkowo małej lepkości, np. woda, roztwory wodne, rozpuszczalniki, ciecze chłodzące i niektóre mieszaniny technologiczne.

Wydajność pompy to ilość cieczy, jaką pompa może przetłoczyć w jednostce czasu. Najczęściej podaje się ją w m³/h lub dm³/min.

Wysokość podnoszenia określa, na jaką wysokość pompa może podnieść ciecz. Jest podawana w metrach słupa cieczy.

Pompa wirowa osiowa ma odpowiednią wydajność, ale jej wysokość podnoszenia wynosi tylko 3–10 m. Nie spełnia więc wymaganego warunku 100 m.

Ma bardzo dużą wysokość podnoszenia, ale jej wydajność wynosi tylko 1–30 m³/h. Wymagana wydajność 750 m³/h jest znacznie większa.

Jej wydajność pasuje, ale wysokość podnoszenia wynosi 800–3000 m. Jest to znacznie więcej niż wymagane 100 m, więc nie jest odpowiednim doborem.

Trzeba znaleźć pompę, dla której jednocześnie wymagana wydajność i wymagana wysokość podnoszenia mieszczą się w podanych zakresach.

Pozostałości substancji procesowych mogą być toksyczne, palne, reaktywne lub tworzyć mieszaniny wybuchowe. Ich usunięcie zmniejsza ryzyko zatrucia, pożaru i niekontrolowanej reakcji.

Chroni to pracowników przed oparzeniami lub odmrożeniami oraz ogranicza naprężenia cieplne w aparaturze. Ułatwia też bezpieczne otwieranie i demontaż elementów instalacji.

Azot jest gazem obojętnym i nie podtrzymuje spalania. Wypiera tlen oraz pary substancji palnych, zmniejszając ryzyko wybuchu.

Acetylen i etylen są gazami palnymi. Ich użycie mogłoby zwiększyć zagrożenie pożarowe i wybuchowe zamiast je ograniczyć.

Katalizator może być aktywny chemicznie, kosztowny lub wrażliwy na zanieczyszczenia. Przed remontem trzeba go usunąć, odizolować albo zabezpieczyć zgodnie z instrukcją.

Występują tam substancje palne, toksyczne i reaktywne, a sam proces może być silnie egzotermiczny. Szczególnie groźne są mieszaniny gazów palnych z powietrzem.

Oznacza, że instalacja została opróżniona, odcięta od mediów, schłodzona lub ogrzana do bezpiecznej temperatury, przedmuchana i sprawdzona pod kątem zagrożeń.

Najważniejsze są: dobra przewodność cieplna, odporność na korozję, odpowiednia wytrzymałość mechaniczna oraz odporność na temperaturę i ciśnienie robocze.

Stopy glinu dobrze przewodzą ciepło, są lekkie i mają korzystną odporność korozyjną dzięki warstwie tlenku glinu na powierzchni.

Polistyren jest tworzywem sztucznym o niskiej przewodności cieplnej i ograniczonej odporności na podwyższoną temperaturę, dlatego nie sprawdza się jako materiał intensywnie przekazujący ciepło.

Winidur to twardy PVC, czyli materiał polimerowy. Może być odporny chemicznie, ale słabo przewodzi ciepło i ma ograniczoną odporność cieplną.

Chłodnice odbierają ciepło od mieszanin reakcyjnych lub gazowych oraz mogą umożliwiać kondensację metanolu i innych składników po reakcji.

Korozja może powodować nieszczelności, osłabienie konstrukcji, zanieczyszczenie produktu i awarie instalacji. Materiał musi być odporny na działanie mediów procesowych.

Stopy cyny są stosunkowo miękkie i mają ograniczoną wytrzymałość mechaniczną. Nie są typowym materiałem konstrukcyjnym dla chłodnic pracujących w warunkach przemysłowych.

Od temperatury w kelwinach należy odjąć 273,15. W zadaniach egzaminacyjnych często przyjmuje się przybliżenie: °C = K − 273.

348 K to około 74,85°C, czyli w przybliżeniu 75°C.

Ponieważ 75°C znajduje się w środku tego zakresu. Termometr ma więc zapas zarówno poniżej, jak i powyżej przewidywanej temperatury.

Jest zbyt szeroki dla takiej temperatury. Odczyt z takiej skali byłby mniej dokładny i mniej wygodny.

Nie zawsze. Zakres musi uwzględniać możliwe wahania temperatury i nie powinien kończyć się blisko przewidywanej wartości.

Najlepiej w środkowej części skali. Zmniejsza to ryzyko wyjścia poza zakres i ułatwia dokładny odczyt.

Po rozdrobnieniu jedna duża bryła zostaje podzielona na wiele drobnych cząstek. Suma ich powierzchni zewnętrznych jest większa niż powierzchnia wyjściowej bryły.

Drobniejszy węgiel nagrzewa się bardziej równomiernie i zapewnia lepszy przebieg przemian zachodzących w piecu koksowniczym. Ułatwia to uzyskanie koksu o wymaganych właściwościach.

Rozwinięcie powierzchni dotyczy zwiększenia kontaktu przez rozdrobnienie materiału. Przeciwprąd polega na przeciwnych kierunkach przepływu dwóch mediów, np. gazu i cieczy lub cieczy i ciała stałego.

Najczęściej są to kruszenie, mielenie, rozcieranie i przesiewanie. Ich celem jest uzyskanie odpowiedniej granulacji materiału.

Duże ziarna mają mniejszą powierzchnię kontaktu i mogą ogrzewać się lub reagować nierównomiernie. Może to obniżać wydajność oraz jakość produktu.

Nie zawsze. Zasada ta ma znaczenie także w procesach fizycznych, takich jak suszenie, ogrzewanie, rozpuszczanie czy wymiana masy.

Ponieważ może zawierać związki siarki, arsenu, fosforu i inne domieszki zatruwające katalizator. Zanieczyszczenia te obniżają aktywność katalizatora i zmniejszają wydajność procesu.

To substancje, które blokują powierzchnię aktywną katalizatora lub trwale zmieniają jego właściwości. W syntezie amoniaku groźne są m.in. związki siarki, arsenu i fosforu.

Osuszenie usuwa głównie parę wodną, ale nie eliminuje związków siarki, arsenu ani fosforu. W pytaniu chodzi o ochronę katalizatora przed zanieczyszczeniami chemicznymi, czyli o oczyszczanie.

Powinien zawierać głównie wodór i azot w odpowiednich proporcjach. Zawartość substancji zatruwających katalizator musi być możliwie najmniejsza.

Katalizator może ulec zatruciu, czyli utracić aktywność. Skutkiem jest spadek szybkości reakcji, mniejsza wydajność amoniaku i konieczność regeneracji lub wymiany katalizatora.

Katalizator przyspiesza reakcję azotu z wodorem, nie zużywając się w idealnych warunkach reakcji. W praktyce jego trwałość zależy od czystości gazu i warunków pracy reaktora.

Stosunek molowy wynika ze współczynników stechiometrycznych stojących przed wzorami substancji. W reakcji CH3OH + CO → CH3COOH stosunek CO do CH3COOH wynosi 1 : 1.

Jeżeli podana masa produktu jest masą rzeczywistą, dzieli się ją przez wydajność zapisaną jako ułamek dziesiętny. Dla wydajności 80% stosuje się wartość 0,80.

Ponieważ 300 ton to ilość rzeczywiście otrzymana przy wydajności 80%. Ilość teoretyczna wynosi 300 t / 0,80 = 375 t.

Mimo że stosunek molowy CO do CH3COOH wynosi 1 : 1, ich masy molowe są różne. Jeden mol CO ma masę 28 g, a jeden mol kwasu octowego 60 g.

Najpierw należy ustalić stosunek molowy z równania reakcji, a potem zastosować proporcję z użyciem mas molowych. W tym przypadku 60 ton CH3COOH odpowiada 28 tonom CO.

Oznacza, że reakcja przebiega w obecności katalizatora, który przyspiesza proces lub umożliwia jego zajście w korzystnych warunkach. Katalizator nie jest zużywany stechiometrycznie.

W technologii chemicznej operuje się dużymi ilościami surowców i produktów. Jeżeli masy molowe są podane w g/mol, proporcje masowe można stosować także dla ton, bo stosunek mas pozostaje taki sam.

Autoklaw pracuje pod ciśnieniem, więc jego przekroczenie stanowi bezpośrednie zagrożenie dla aparatu i obsługi. Manometr informuje operatora, czy proces przebiega w bezpiecznym zakresie.

Wzrost temperatury zwykle powoduje wzrost ciśnienia gazów lub par w zamkniętej przestrzeni. Dlatego przy nadmiernym ciśnieniu należy ograniczyć ogrzewanie.

Powinien zmniejszyć temperaturę procesu lub ograniczyć dopływ ciepła zgodnie z instrukcją stanowiskową. W razie potrzeby powinien powiadomić przełożonego i podjąć działania awaryjne.

Zwiększenie temperatury może jeszcze bardziej podnieść ciśnienie. To zwiększa ryzyko rozszczelnienia, awarii lub zadziałania zabezpieczeń.

Zawór bezpieczeństwa chroni aparat przed nadmiernym wzrostem ciśnienia przez odprowadzenie medium po przekroczeniu nastawy. Nie zastępuje jednak prawidłowego nadzoru operatora.

Parametry dopuszczalne wynikają z konstrukcji urządzenia, dokumentacji technicznej i wymagań bezpieczeństwa. Ich przekroczenie może spowodować awarię oraz zagrożenie dla ludzi.

Najczęściej kontroluje się ciśnienie, temperaturę, czas procesu, stan mieszania, szczelność oraz działanie zabezpieczeń. Kluczowe są parametry wskazane w instrukcji technologicznej.

Jony wapnia i magnezu powodują twardość wody. Mogą tworzyć kamień kotłowy, który pogarsza wymianę ciepła i zwiększa ryzyko uszkodzenia urządzeń.

Rozpuszczony tlen przyspiesza korozję elementów metalowych. Dwutlenek węgla może obniżać pH wody i również sprzyjać korozji.

Są to bardzo drobne cząstki rozproszone w wodzie, które nie opadają łatwo i trudno je usunąć zwykłą filtracją. Mogą powodować mętność, osady i zakłócenia pracy instalacji.

Na powierzchniach grzewczych powstaje kamień kotłowy. Warstwa osadu izoluje cieplnie, co prowadzi do spadku sprawności i ryzyka przegrzania metalu.

Uzdatnianie obejmuje usuwanie lub ograniczanie twardości, gazów rozpuszczonych, zawiesin, koloidów i innych zanieczyszczeń. Stosuje się m.in. zmiękczanie, demineralizację, filtrację i odgazowanie.

Woda może wyglądać na czystą, ale zawierać rozpuszczone jony wapnia, magnezu lub gazy. Takie składniki są niewidoczne, a mimo to groźne dla kotłów i instalacji.