Методическая разработка урока по MDK 01.01. "Техническое обслуживание и ремонт оборудования и установок" по теме "Осушка газов"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НАЧАЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ №42

МЕТОДИЧЕСКАЯ

РАЗРАБОТКА

урока

по MDK 01.01. «Техническое обслуживание и ремонт оборудования и установок»

(ПМ 01. «Техническое обслуживание и ремонт технологических компрессоров,насосов, компрессорных и насосных установок, оборудования для осушки газа»)

«ОСУШКА ГАЗОВ»

Мелеуз

2014

Рассмотрена на заседании Утверждаю предметной (цикловой) комиссии заместитель директора по УПР

электротехнических Н.А.Рафиков

и технических дисциплин

Протокол № __ ______________

Председатель комиссии __________20__г

Караськин Ю.М.

_______________________

__________________20__г

Автор: ___________________Герасимов Ф.М.,

Рецензенты: __________________ Якшибаева А.Х.

зам.директора по НМР

_________________ Караськин Ю.М.

председатель ПЦК

электротехнических и

технических дисциплин

РЕЦЕНЗИЯ

Методическая разработка урока «Осушка газов» построена на использовании элементов проблемно-развивающего обучения при изучении темы «Адсорбционная и абсорбционная осушка газов». В методической разработке показаны возможности реализации общих принципов проблемного обучения, типы и способы создания проблемных ситуаций, пути решения возникающих на их основе производственных проблем. Для создания проблемных ситуаций, для нахождения путей их решения, используются различные приёмы, технические средства обучения: карточки-задания, схемы адсорбционных и абсорбционных установок, кодоскоп, видеофильм, компьютер.

Методическая разработка позволяет развивать у обучающихся техническое мышление, обучать эффективным приёмам организации труда, формировать навыки высокопроизводительного труда.

Рецензенты:______Якшибаева А.Х.

зам.директора по НМР

__Караськин Ю.М.

председатель ПЦК

электротехнических и

технических дисциплин

Ход урока.

Оргмомент: рапорт дежурного, приветствие обучающихся, заполнение журнала.

Вступительное слово преподавателя.

Мы с вами ознакомились со способами осушки газа в производстве. Осушка газов применяется перед откачкой газов в трубопровод для транспортировки потребителю. Сегодня на уроке мы обобщим знания полученные на предыдущих занятиях, ознакомимся с проблемами, возникающими в производстве и методами их решения.

Урок будет проходить в виде деловой игры “Оперативное совещание у начальника цеха”.

На совещание приглашены ремонтные службы, технологические службы цеха. На нашем совещании мы обсудим положение дел в цехе, какие неполадки в работе оборудования возникали в течение недели и какие работы были проведены.

Деловая игра.

Начальник цеха: слово предоставляется начальнику отделения адсорбции, который расскажет общие сведения о процессе адсорбции.

Начальник отделения адсорбции: рассказывает общие сведения об адсорбции.

Адсорбцией называется процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси твёрдым поглотителем – адсорбентом. Процесс обратим, и при изменении условий процесса возможно выделение поглощённых веществ адсорбентом – десорбция.

Адсорбция применяется при небольших концентрациях поглощаемого вещества, когда требуется достичь практически полного извлечения этого вещества из смеси. Процессы адсорбции применяются для осушки газов, воздуха, для извлечения летучих растворителей из смеси с воздухом или другими газами.

Различают чисто физическую адсорбцию, при которой молекулы адсорбируемого вещества и адсорбента не вступают в химическую реакцию, и хемосорбцию, когда между адсорбентом и поглощаемым веществом возникает химическая связь.

Начальник цеха: какие адсорбенты применяются при проведении процесса адсорбции и какими свойствами они обладают расскажет представитель технологической службы.

Представитель технологической службы:

в качестве адсорбентов применяют твёрдые вещества с сильно развитой удельной поверхностью. Адсорбенты характеризуются поглотительной, или адсорбционной, способностью, выражаемой концентрацией поглощаемого вещества в единице массы или объёма. Широкое распространение в качестве адсорбентов находят активные угли, силикагели, цеолиты, иониты. Активные угли применяют в противогазных коробках. Для осушки газов применяют главным образом силикагели, так как они не горючи и обладают значительной механической прочностью, чем активные угли. Удельная поверхность силикагелей составляет 400-700 м2/г, насыпная плотность 400-800 кг/м3.

Начальник цеха: по данным диспетчера завода, на прошедшей неделе были зафиксированы неполадки в работе адсорбера. Как устроен адсорбер, как он работает, какие неполадки были выявлены в работе адсорбера? Об этом расскажет ремонтная служба отделения адсорбции.

Представитель ремонтной службы рассказывает:

адсорбер состоит из цилиндрического корпуса 4 с коническими крышками, имеющего перфорированную решётку (ложное днище) 5, на которую загружается слой адсорбента 3. Парогазовая смесь подаётся через штуцер 7 и проходит через слой адсорбента, где из неё извлекается влага. Высушенный газ удаляется через штуцер 9.

После насыщения адсорбента влагой проводят сушку адсорбента. Для этого через штуцер 7 подают горячий воздух, который удаляют через штуцер 9. Чтобы подготовить адсорбер к началу следующего цикла, через слой адсорбента подают холодный воздух. Таким образом, работа адсорбера проводится в три стадии:

- собственно процесс адсорбции – поглощение адсорбентом влаги из газа;

- сушка адсорбента горячим воздухом;

- охлаждение адсорбента холодным воздухом.

Другой представитель ремонтной службы рассказывает об устранении неполадок: в работе адсорбера были следующие неполадки:

1. Осушенный газ содержал повышенное содержание влаги.

2. Осушенный газ был загрязнён частичками адсорбента.

Повышенное содержание влаги и частичек адсрбента в осушенном газе может наблюдаться по следующим причинам:

1. скорость прохождения осушиваемого газа через адсорбент не обеспечивает полную осушку газа;

2. адсорбент насытился влагой, и адсорбер необходимо поставить на сушку горячим воздухом;

3. порвалась сетка, удерживающая слой адсорбента.

Поэтому, мы включили в работу резервный адсорбер, а этот адсорбер отключили, вскрыли люк 8, выгрузили адсорбент, заварили ложное дно (сетку), насыпали свежий адсорбент и поставили адсорбер в резерв.

Начальник цеха: наблюдались и нарушения норм технологического режима в работе адсорбционной установки.Как работает адсорбционная установка, какие были нарушения норм технологического режима, расскажет технологическая служба цеха.

Представители технологической службы рассказывает схему адсорбционной установки:

осушенный газ проходит через фильтр 1, где освобождается от пыли, засоряющий адсорбент и снижающий его поглотительную способность.Так как пары осушиваемого газа могут образовывать с воздухом взрыво- и пожароопасные смеси, на трубопроводе осушиваемого газа устанавливают огнепреградитель 2, препятствующий распространению огня в случае загорания газа. Огнеприградитель 2 заполнен твёрдым раздробленным материалом большой теплоёмкости, резко снижающий температуру и преграждающий его горение. Далее на пути газа имеется взрывная мембрана 3 и вентилятор 9, который подаёт газ в адсорбер 5. Газ проходит через слой адсорбента, освобождается от влаги и через штуцер поступает к потребителю.

Для проведения сушки адсорбента воздух вентилятором 8 подаётся в калорифер 4, в котором нагревается до необходимой температуры, проходит через слой адсорбента в адсорбере 5 и через штуцер выбрасывается в атмосферу.

Для охлаждения адсорбента, холодный воздух вентилятором 8 подают в слой адсорбента, минуя калорифер 4.

Начальник цеха: Какие нарушения норм технологического режима были зафиксированы на установке адсорбционной осушке газов и как они были устранены расскажет представитель технологической службы

Представитель технологической службы рассказывает об устранении неполадок, возникших при работе установки.

В работе установки была обнаружена следующая неполадка.

Сопротивление прохождению газа через адсорбер увеличилось выше допустимой нормы. Это происходит из-за того, что фильтр 1 не обеспечивает полную очистку осушиваемого газа от пыли и пыль засоряет адсорбент в адсорбере. Мы произвели регенерацию адсорбента. Для этого отключи адсорбер от действующей системы, подали пар в нижнюю часть адсорбера, пропарили адсорбент, высушили адсорбент горячим воздухом и включили адсорбер в работу.

Начальник цеха: неполадки в работе оборудования были и в отделении абсорбции. Общие сведения об абсорбции расскажет начальник отделения абсорбции.

Начальник отделения: абсорбцией называется процесс поглощения газов или паров, жидкими поглотителями (абсорбентами). При физической абсорбции поглощаемый газ не взаимодействует химически с поглощающей жидкостью. Изменяя условия ведения процесса, можно из жидкости выделить растворённый газ, т.е. провести процесс десорбции. Если между газом и жидкостью происходит химическое взаимодействие, процесс называется хемосорбцией.

Процессы абсорбции применяются для осушки газа перед подачей в основной трубопровод для транспортировки его потребителю. Также процессы абсорбции являются основной технологической стадией производства серной кислоты, азотной кислоты, поглощения паров бензола маслом и др.

В качестве абсорбентов применяют различные жидкости, но чаще всего серную кислоту. Это объясняется тем, что серная кислота жадно поглощает влагу и поэтому является самым распространённым абсорбентом для осушки газов и воздуха.

Начальник цеха: как работает насадочный абсорбер, как он устроен, расскажет представитель технологической службы отделения абсорбции.

Представитель технологической службы: насадочный абсорбер представляет собой колонный аппарат с ложными (перфорированными) днищами 1, на которые загружается насадка 2, сверху насадка орошается жидкостью, поступающий из распределительного устройства 3. Насадочные тела представляют собой элементы, у которых максимально развита поверхность и вместе с тем имеются пустоты, обеспечивающие прохождение газа с максимальным гидравлическим сопротивлением.

В связи с тем поднимающийся поток газа в центре колонны имеют большую, чем у стенок, скорость движения возникает явление так называемого, пристеночного эффекта, заключающуюся в том, что стекающая жидкость потоком газа отжимается стенка. Это вызывает нарушение равномерности распределенной жидкости, а, следовательно, и контакта между газом и жидкостью. Для устранения этого нежелательного явления в том случае, если высота насадки значительно превышает диаметр кислоты, под решётками устанавливают специальные устройства воротники 4, которые возвращают скапливающуюся у стенок массу жидкости в центральную часть аппарата.

Начальник цеха: в работе абсорбера наблюдались неполадки. Какие неполадки были обнаружены в работе абсорбера и как они устранялись, расскажет представитель технологической службы.

Представитель технологической службы: насадочные абсорберы могут работать в различных гидродинамических режимах. При малых скоростях течения газа и малых плотностях орошения жидкости абсорберы работают в плёночном режиме. При возрастании скорости движения газа и жидкости сила трения между ними увеличивается, образуются брызги, пузыри, пена и одновременно увеличивается поверхность контакта между фазами. Такой режим работы называют режимом подвисания.

При дальнейшем увеличении скорости движения газа происходит значительное торможение стекания жидкости, колонна затопляется жидкостью, через которую начинает барботировать газ. Этот режим называется режимом эмульгирования, при котором сопротивление колонны весьма велико. Даже при небольшом последующем увеличении скорости газа происходит выброс жидкости из колонны – режим уноса. Наиболее эффективно колонна работает при переходе от режима подвисания к режиму эмульгирования.

В нашем случае произошла забивка распределительного устройства, что привело к тому, что плотность орошения резко снизилась, контакт между газом и жидкостью резко уменьшился. Мы прекратили подачу орошающей жидкости, разобрали распределяющее устройство, почистили его и смонтировали на место. После этого плотность орошения колонны восстановилось, и мы вывели работу абсорбера на нормальный режим.

Начальник цеха: по данным диспетчера завода были нарушены нормы технологического режима при работе противоточной абсорбционной установки. Какие нормы были нарушены и как они устранялись, расскажет представитель технологической службы отделения абсорбции.

Представитель технологической службы: противоточная абсорбционная установка состоит из абсорберов 2, сборников раствора 1, центробежных насосов 4 для перекачивания раствора и промежуточных холодильников 3 для охлаждения раствора.

Газ для осушки подаётся в первый абсорбер, пройдя который поступает во второй, а затем в третий абсорберы. Из третьего абсорбера осушенный газ поступает потребителю.

Свежий поглотитель подаётся в последний по ходу газа абсорбер, стекает в приёмный сосуд и подаётся насосом через холодильник в следующий абсорбер. Таким образом осуществляется противоточное взаимодействие газа и жидкости. В нашем случае, температура орошающей жидкости после холодильника 3 повысилась выше допустимой температуры, поэтому процесс абсорбции был прекращён, холодильник 3 разобрали, прочистили и смонтировали на месте! После этого температура орошения жидкости пришло в норму и составило 30-40 С.

Начальник цеха: были нарушения норм технологического режима и в работе абсорбционной установки с рециркуляцией и десорбцией. Об этом расскажет

представитель технологической службы.

Представитель технологической службы: установка состоит из двух абсорберов 1, соединённых последовательно (по газу), сборников 2, насосов 3, холодильников 4, теплообменника 5 и десорбционной колонны 6.

Газ поступает в первую по ходу газа колонну 1, затем во вторую колонну и осушенный поступает потребителю.

Абсорберы орошаются жидкостью по замкнутому циклу: сборник 2- ц/б насос 3- холодильник 4 – абсорбер 1 – сборник 2.

В результате поглощения воды из газа, концентрация орошающей жидкости уменьшается. Поэтому, часть орошающей жидкости из сборника 2 насосом 3, через теплообменник 5 откачивается на концентрацию в десорбер 6, где он выпаривается паром, подаваемым в куб десорбера. Концентрированный раствор стекает в сборник 2 и насосом 3, через теплообменник 5 и холодильник 4 подаётся на орошение колонн 1.

В результате плохой работы насоса 3, нарушилась плотность орошения абсорбционной колонны 1, что привело к недостаточной осушке газа, влажность газа превысило допустимые нормы. Причиной плохой работы насоса явился подсос воздуха через сальниковое уплотнение. Мы перешли на работу резервного насоса, а плохо работающий насос остановили, разобрали сальниковую коробку, “набили” новый сальник и насос оставили в резерве.

Подведение итогов урока.

Преподаватель обобщает итоги проведённого урока, указывает на недостатки, допущенные обучающимися при ответах и т.п.

Задание на дом.

Выучить по учебнику В.М. Лекае, А.В. Лекае «Процессы и аппараты химической промышленности» тему «Устройство адсорберов и схемы адсорбционных установок», стр.186-188.

Литература:

1.В.М. Лекае, А.В. Лекае

«Процессы и аппараты химической промышленности»

Москва «Высшая школа» 2007 г.

2.М.И.Ведерников

«Компрессорные и насосные установки химической,

нефтехимической и нефтеперабатывающей

промышленности».

Москва «Высшая школа» 2007 г.

3.С.А. Фарамазов

«Ремонт и монтаж оборудования химических и неф-

техимических предприятий».

Москва «Химия» 2010 г.