Capitolul I.TEMA DE PROIECTARESsentocmeascproiectul deinginerietehnologicpentruoinstalaiede separarecontinuaHCl dinefluentul gazos al unei secii dezincareacidprin absorbie n ap. Se dau urmtoarele date de proiectare: presiunea de lucru n coloana de absorbiep= 1 atm debitul volumetric al efluentului gazos Mv = 3800 m3/h (3000) concentraia HCl n amestecul gazos iniial yi = 440 mg/m3 (450) gradul de separare al amestecului =94,3% (94) coeficientul de exces al absorbantului = 1,3 concentraia iniial a HCl n absorbant 0% temperatura absorbantului la intrare T= 20oC1Capitolul II.SURSA DE POLUARE2.1. Procesul tehnologic de zincare slab acidFluxul tehnological procesului deacoperiri metaliceprinzincareconstn trecereasuccesivapieselor metaliceprinbi incaresedesfoarurmtoarele operaii:degresarechimicsplaredecaparesplarezincaresplare pasivare splare.Degresarea chimicse realizeaz cu soluii alcaline puternic tensioactive la o temperaturde5060oC. Eaeurmatdesplare, apadesplarefiindevacuat periodicinbazadecaptare.DecapareasefacecusoluiedeHCl 20-30%, durata operaiei fiind in funcie de calitatea pieselor supuse zincrii. Piesele decapate trec n continuare la splare.Zincarease realizeaz n soluie slab acid prin elecroliz. Anoziiformaidin zinc pur sunt amplasai pe parile laterale iar piesele supuse zincrii se suspend pe baia catodic situat central n baie. Omogenizarea soluiei se realizeaz prin barbotarea soluiei de aer comprimat.PasivareaserealizeazprincromarecureactivspecificnmediudeHNO3. Operaiaoferomantanevoalatdealbastrustrlucitor i obunarezistenla coroziune. Toate bile sunt prevzute cu sisteme de captare a gazelor, gaze care sunt aspirate de un ventilator i trimise la sistemul de epurare al efluentului. Apele din toate bile de splare se colecteaz ntr-un bazin de colectare.Atelierul dezincareestesursadepoluareatt pentruapacti pentruaer. Poluanii coninui n efluentul gazos pot fi componeni ai bilor de degresare chimic, decapare, zincare, pasivare, care au o presiune de vaporizare ridicat. HCl e principalul poluant coninut n efluentul gazos.2Fig. 2.1. Fluxul operaiilor procesului de acoperiri metalice prin zincare2.2. Proprieti ale componenilor efluentului gazosProprieti ale aerulu iAerul esteunamestecdegazeacror compoziiesemenineaproximativ constantGaze comune, % vol Gaze rare,% volN2 78,09 H2 5 x 10-5O2 20,95 He 5,2 x 10-4Ar - 0,93 Ne 1,8 x 10-3CO2 0,03 Kr 1 x 10-4Xe 9 x 10-6Tabel 2.2.1 Gazele care intr in compoziia aeruluiCaracteristicilefizico-chimicealeaerului seraporteazlacondiii normale reprezentate de o temperatur de 0oC i presiune de 760 mm Hg. n aceast stare, volumul ocupat de 1 mol de aer (volumul molar) este de 22,414 cm3.Masa molecular a aerului curat, Maer, calculat pe baza fraciilor volumice i a maselor moleculare ale gazelor componente este 28,966 g/mol.Densitatea aerului(greutatea specific), n condiiinormale este:aer= 1,293 g/cm3(kg/m3).3Umiditateaaeruluiatmosfericestereprezentatdeapaexistentnel, sub form de vapori, picturi, cristale, provenit din evaporarea apelor de suprafa (n cea mai mare parte), din stratul superficial al solului, din procesul de transpiraie a plantelor sau din activiti industriale.Aprecierea umiditii se face prin: a) umiditatea absolut (Us) cantitatea de ap existent ntr-un volum de aer la un moment dat (g/m3); b) umiditatea maxim (Um) cantitatea de ap pe care o poate primi un volum de aer la o anumit temperatur (g/m3).Se mai numete i presiune de saturaie cu vapori de ap a aerului la temperatura considerat. c) umiditatearelativ(Ur) cantitateadeapexistentntr-unvolumdeaer atmosferici raportatlacantitateamaximpecarear putea-ocuprindeacelai volumdeaer laoanumittemperatur. Altfel spus, umiditatearelativreprezint raportul dintreumiditateaabsoluti umiditateamaxim, respectivraportul dintre presiunea vaporilor de ap(constatat experimental) i presiunea vaporilor de ap la saturaie.Temperaturaaeruluidintr-unlocsaudintr-oregiunecai regimul ei zilnic, sezonier i anual estedeterminat nprimul rndderadiaiasolar. Temperatura aerului nregistreaz variaii importante att pe orizontal ct i pe vertical. Trebuie remarcat n acest sens contribuia a 2 factori: factorul astronomic, determinat de faptul c axa polilor este nclinat spre Soare (vara este mai expus polulnord, iarna acelaipol este mai puin expus iar la echinociu axa polilor este perpendicular pe axa Pmnt Soare). Pentru simplificare, factorul astronomicsereferlavariaiiledetemperaturcedecurgdin derularea ciclic a zilelor i nopilor. Ciclurile diurne i nocturne determin cantitatea de energie primit de la Soare i implicit, variaiile de temperatur ntre noapte i zi. suma factorilor fizici i geografici.n esen, temperatura aerului este influenat de altitudine (scade cu nlimea), de caracteristicile solului (culoare, compoziie), de existena suprafeelor de ap (timp de nclzire diferit fa de sol), a vegetaiei (care reine o parte din radiaia solar), denebulozitateaatmosferei (carediminueazcantitateaenergiei solarece atinge suprafaa Pmntului) i de prezena centrelor populate (care intervin cu surse suplimentare de cldur).Presiunea aerului 4Datoritgreutii salespecifice, aerul atmosfericexercitopresiuneasupra tuturor corpurilor de pe Pmnt. Prin urmare, presiune atmosferic reprezint fora cu care aerul apas asupra Pmntului datorit greutii sale.Presiunea exercitat depinde de temperatura i circulaia maselor de aer.Presiunea aerului se exprim n mm Hg/cm2 sau n milibari (750 mm Hg =1000 mb).n S.I. unitatea de msur pentru presiune este pascalul.nfunciedemai muli factori, presiuneaatmosfericprezintdiferitevariaii. Celemai importantesunt variaiiledatoratealtitudinii. nacest senstrebuiereinut faptul c la nivelul mrii i la 0oC presiunea atmosferic este de 760 mm Hg (numit presiuneatmosfericnormal) i eascadetreptat cualtitudineamicorndu-secu 1mm Hg pentru fiecare 10,33 m.Solubilitatea aerului n ap Solubilitatea aerului n ap, lipsit de CO2 i NH3, la t=180C i p=760 mm Hg este de 19,38 ml/1000ml ap. n ceea ce privete solubilitatea aerului in ap la 18oC valoarea acesteia este urmtoarea pentru fiecare din componenii aerului.cm3O2N2+Ar Suma cm3%O2in aerul dizolvat18oC 6,61 12,77 19,38 32,12Tabel 2.2.2Solubilitatea componenilor aerului la 18oCSolubilitatea HCl n ap la 18oC este de l=448, unde l reprezint coeficientul de absorbie la care presiunea total este egal cu 760 mmHg.Cnd presiunea total la 18oC este 760mmHg, q=73,1g unde q reprezint masa in grame de gaz ce sunt adsorbite la 100 g HCl.HCl in apa solubilLa 18oC: A = 451,2 cm3 Densitate acid = 1,2064% greutatea HCl in soluieA reprezint numrul de cm3 de HCl absorbii in 1 cm3 H2O la 760 mmHg.Propriet i ale HClAcidul clorhidric,(HCl), este un gaz foarte corosiv, toxic i incolor, care formeazvapori ncontact cuumiditatea. Vaporii constaunacidhidrocloriccese 5formeaz atunci cnd HCl se dizolv n ap. Acidul clorhidric gazos, ca i cel hidrocloric sunt substane importante n chimie, tiin iindustrie (aprox. 3 milioane tonedeacidhidrocloric sunt produseanual pentruutilizareancurireaoelului nainteagalvanizrii). Acidul hidrocloricestefolosit nproduciadecloruri, pentru rafinarea minereului n producia de staniu i tantal, pentru pilirea i curirea produselor metalice, nelectroplatinareapentrundeprtareapietrei depeboilere, pentruneutralizareasistemelor bazice, careactivdelaborator, drept catalizator i solvent n sinteze organice, n realizarea fertilizatorilor i coloranilor, pentru hidroliza amidonului i aproteinelornpreparareadiferitelorprodusealimentare, nindustria textil, a cauciucului, fotografic. Numele de acid clorhidric se refer deseori la acidul hidrocloric, n mod greit, i nu la acidul clorhidric gazos.HCl poatefi prezent inatmosfercaurmareaeliminrii dindiferiteprocese tehnologice.HCl este un compus foarte reactiv care are aciune asupra tuturor metalelor cu degajare de H2. Elpoate fio surs de incendiu iexplozie. n general necesitmsuri specialedepstrarei conservare. Astfel conservareaprobelorse faceinrecipieni desticlsauunelealiajei materialeplasticerezistentelaacest produs.HCl poate produce asupra organismului uman intoxicaii i poate genera reacii secundare cum ar fi apariia unor substane deosebit de toxice, in special hidrogenul arseniat ca urmare a reaciei cu metale i aliaje.Se ambaleaz n cisterne de oel cptuite n interior cu ebonit, ale furnizorului saubeneficiarului. Sedepoziteaznrezervoaredeoel ebonitate, prevzutecu conducte de degazare. Acidul clorhidric este un produs agresiv i toxic. nainte de a manipula i utiliza acest produs, personalul trebuie s fie familiarizat cu informaiile referitoare la pericolele la care este expus. Aceste informaii sunt disponibile n mai multe forme, de exemplu MSDS i etichete ale produsului.Proprieti chimice ale HCl:Molecula de HCl este o molecul simpl, diatomic, alctuit dintr-un atom de H i un atom de Cl, conectate printr-o legtur covalent, simpl. Deoarece atomul de Cl estemai electronegativdect cel deH, legturacovalentntreatomi estepolar. Deoarecemoleculaareper total unmoment dedipol marecuosarcinparial 6negativ - pe atomul de Cl i una pozitiv +, pe atomul de H, molecula este polar. Din acest motiv, HCl este foarte solubil n ap i n ali solveni polari.n contact cu apa, HCl ionizeaz imediat, formnd cationul H3O+ i anionul Cl-, printr-o reacie chimic reversibil n ap:HCl + H2O H3O+ + ClRezultatul soluiei se numete acid hidrocloric i este un acid tare. Constanta de disociere sau ionizare Ka este foarte mare, ceea ce nseamn c HCl disociaz sau ionizeaz practic total n ap.Chiar n absena apei, HCl se comport ca un acid. De exemplu, poate dizolva ali solveni, ca metanolul i alte molecule protonate sau ioni i s se comporte ca un acid catalizator pentru reacii chimice, unde sunt dorite condiii anhidre:HCl + CH3OH CH3O+H2 + ClHCl cedeaz un proton moleculei de metanol.Datoritnaturii acide, HCl esteungazcorosiv, nmoddeosebit nprezena umiditii.Proprieti fiziologice Acidul clorhidric din sucul gastric transform pepsina, o enzima ce contribuie la digestie in form activ. Acidul clorhidric mai distruge bacteriile de putrefacie i cele patogene care ptrund n stomac. Acidul clorhidric gazos are aciune coroziva asupre cilor respiratorii mai slaba decat clorul.HCl este singurul acid anorganic care apare liber, cu o funcie important n organismul animalelor i anume n sucul gastric al mai tuturor vertebratelor. Concentraia de HCl din sucul stomacal al omului este de circa 0,3%. HCl este un gaz far culoare, cu miros iritant, mai dens dect aerul(densitatea 1,268). Se lichefiaz prin rcire dnd un lichid fr culoare care nu conduce curentul electric i fierbe la 850C, solidificndu-se la -114,80C.Cel gazos fumeg n aer deoarece, fiind foarte solubil in ap, se dizolv n ap din atmosfer formnd un fel de cea.Prin dizolvarea sa in ap se dezvolt cldur.Un litru de ap dizolva, la 00C, 503l acid clorhidric gazos. Soluia apoas de HCl se mai numete i spirt de sare.Soluiade42,9%HCl gazos aredensitatea1,21, iar ceade37-39%are densitatea de 1,19.7Soluia apoas de HCl este bun conductoare de electricitate, deoarece prin dizolvarea n ap acidul clorhidric se disociaz n ioni de hidrogen i ioni de clor.nstaregazoasasaunstareanhidr, acidul clorhidricnuconducecurentul electric deoarece atomii de clor i de hidrogen sunt legai ntre ei prin legturi covalente.n prezena apei, structura polar a moleculelor de HCl trece in structur ionic i disociaia electrolitic a acidului clorhidric este posibil.n soluie apoas HCl este un acid tare deorece este puternic disociat.La temperatur obinuit, acidul clorhidric gazos, perfect uscat, nu atac majoritatea metalelor i nici oxizii lor.La temperatur nalt, insa, acidul clorhidric atac metalele, cu exceptia aurului i a platinei, dnd natere la cloruri cu dezvoltare de hidrogen :Me + 2HCl = Me Cl2 + H2HCl poatefi prezent natmosfercaurmareaeliminrii dindiferiteprocese tehnologice.n general necesit msuri speciale de pstrare i conservare. Astfel conservareaprobelor sefacenrecipieni desticlsauunelealiajei materiale plastice rezistente la acest produs.2.3.Efectele HClAcidulclorhidric este corosiv itoxic pentru ochi, piele imucoase. Inhalarea sau expunerea acut poate cauza tuse, rgueal, inflamaii i ulceraii ale traiectului respirator, dureri de piept i edem pulmonar.Expunerea acut oral poate cauza corodarea membranelor mucoaselor, esofagului i stomacului, nsoit de ameeli, vom i diaree. Contactul cu pielea poate produce arsuri severe i ulceraii.Expunerea cronic la acid clorhidric duce la gastrit, bronit cronic, dermatit i fotosensibilitate lacei carelucreazcuHCl.Expunereaprelungitla concentraii mici poate cauza decolorarea dinilor i erodarea lor.Nuexistnici oinformaiedespreefecteleHCl asuprareproducerii saude dezvoltrii oamenilor.Efec tele asupra organismelor vii8Laanimaleconcentraiilemai mari de10ppmproduciritaii alesistemului respirator mai alesla nivelul esofagului. Concentraii mai mari de 50 ppm pot produce edempulmonar. Expunereatimpdectevaminutelaconcentraii mai mari de200 ppmpoateconduceladeces, iar concentraii mai mari de400ppmsunt fatale majoritii animalelor.Inhalaia cronic cauzeaz hiperplazia mucozitii nazale, leziuni ale laringelui, traheii, precum i ale cavitii nazale n cazul obolanilorConcentraia de referin(RfC) pentru HCl estede0,02mg/m3, valoarea bazndu-se pe hiperplazia mucoasei nazale, laringelui i traheii obolanilor. RfC este o estimareainhalrii continuedectrepopulaiauman(inclusivagrupului sensibil) care nu are un risc apreciabil de apariie efectelor cronice n timpul vieii. RfC nu este un estimator direct al riscului, dar reprezint un punct de referin pentru a scoate n evidenpotenialeleefecte.Laexpuneri mai mari dect RfC, potenialul efectelor secundarecrete. Expunereapeduratantregii viei ladozemai mari caRfCnu implic neaprat i apariia unor efecte negative asupra ssntii.La obolanii expui inhalrii HCl, au fost observate: dispnee sever, cianozri, creterea mortalitiifetale precum iscderea n greutate a puilor.Nu exist nicio informaie asupra efectelor carcinogene la oameni datorat HCl. ntr-un studiu efectuat asupra obolanilor nu a fost observat nici un rspuns carcinogenic EPA nu consider HCl ca un potenial agent carcinogen.E fectele asupra mediuluin ceea ce privete efectele asupra mediului trebuie de remarcat faptul c ploile acide pot conine HClgazos dizolvat n ap avnd efecte negative asupra soluluii plantelor. nplus HCl umedpoatecontribui ladistrugereacldirilor precumi a staturilor din marmur.2.4. Determinarea acidului clorhidric din aer9GeneralitiAcidul clorhidric poate fi prezent n atmosfer ca urmare a eliminrii din diferite procese tehnologice. El este un compus foarte reactiv ce are aciune negativ asupra tuturor metalelor, cudegajaredehidrogen. El poatefi osursdeincendierei explozie. In general, necesit msuri speciale de pstrare i conservare. Astfel, conservareaprobelor sefacenrecipieni desticlsauunelealiajei materiale plastice rezistente la acest produs. Acidul clorhidricpoateproduceasupraorganismului umanintoxicaii i poate generareacii secundarecumar fi apariiaunor substanedeosebit detoxice, n special hidrogenul arseniat, ca urmare a reaciei cu metale i aliaje.Principiul metodeiAcidulclorhidric reacioneaz cu sulfocianura de mercur (II) cu formarea unui complex slab disociat (HgCl4). Sulfocianul eliberat reacioneazcufierul trivalent formnd sulfocianuraferic, deculoarebrun-rocat,proporional cucantitateade ioni clorur.4HCl + Hg(SCN) 2 2HSCN + H2[HgCl4]3 HSCN + Fe3+ Fe (SCN)3 + 3H+Interferene La determinarea HCl din aer prin metoda spectrofotometric interfer aerosolii de cloruri, bromuri,ioduri.Interferena acestora se eliminprin filtrareaaeruluicare se recolteaz folosind un filtru de hrtie plasat naintea vasului de absorbie.Reactivi- hidroxid de sodiu, soluie 0,01 N;- sulfocianur mercuric, soluie alcoolic 0,3 % (n alcool metilic);-alaun feriamoniacal [NH4FeSO4 12H2O], soluie 6% in HNO3 5N;-soluie etalon stoc. Se dizolv 0,2046 g KCl ntr-un flacon cotat de 50 ml i se aduce la semn cu ap distilat. 1 ml soluie corespunde la 2 mg HCl ;- soluie etalon de lucru: se dilueaz 2,5 ml soluie etalon stoc cu ap distilat la 100 ml1 ml corespunde la 50 g HCl.Recoltarea probelor10Se aspir aerul de analizat ntr-un absorbitor care conine 10 ml soluie de NaOH 0,01 N. Debitul de aspiraie este de 2,5 3 l/min.Modul de lucru Coninutulabsorbitoruluise aduce cantitativ ntr-un flacon cotat de 25mlise completeazvolumul la20ml (dacestenecesar). Seadaug2,5ml sulfocianur mercuric i 2,5ml alaun feriamoniacal agitnd flaconul dup adugarea fiecrui reactiv.Dup10minute, semsoaraabsorbantla=470nmfadeun martor preparat cu ap distilat i aceeai reactivi. n paralel, se traseaz curba de etalonare pentru cantiti de HCl cuprinse intre 0-0,5 g i se determin coninutul de HCl din proba de analizat.Tabel 2.2. Tabel cu dateCantitate de HCl, g 0 10 20 30 40 50Soluie etalon de lucru, ml 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0Ap distilat, ml completare la 20 mlSulfocianur mercurian, ml 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5Alaun feriamoniacal, ml 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5Absorbant, = 470 nmSe traseaz curba de etalonare A= f(C).Calculul rezultatelorConcentraia de HCl din proba de aer analizat se calculeaz cu relaia:HCl (mg/m3) = xCVn care: Cx - cantitatea de HCl n proba fotometrat, g V volumul de aer recoltat, l.Capitolul III. TEHNOLOGIA ADOPTAT3.1. Condiii de calitate ale aerului11Legislaiandomeniul proteciei atmosferei estereprezentatnprincipal de Legea Proteciei Mediului nr.137/1995, republicatprin Legea nr.159/1999 i completat prin U.G.nr.91/2002 (extras privind protecia atmosferei) i reglementrile juridice itehnice privind factorulde mediu aer ianume, a calitaiiacestuia n diferite zone cum ar fi: zone protejate, zone cu emisii importante de fluxuri gazoase ca urmare a desfaurrii unor activitai social economice (procese de ardere, transport, etc).Legea privind Protec ia Mediului (Legea nr. 137/1995, republicat prin Legeanr. 159/199 i completat prin Ordonana de urgen nr. 91/2002)Reglementrile privind protecia atmosferei sunt cuprinse n capitolul III din legea proteciei mediului, seciuneaa2-ancaresunt specificateurmtoareleaspecte importante.Seciunea a 2-a. Protecia atmosfereiArt.41. Prin protecia atmosferei se urmrete prevenirea, limitarea deteriorrii i ameliorarea calitii acesteia pentru a evita manifestarea unor efecte negative asupra mediului, sntii i a bunurilor materiale.Art.42. Autoritateacentralpentruproteciamediului promoveazpoliticile regionale i globale, fundamentnd principiile i aciunile specifice att la nivel naional, ct i la nivel local, privind protecia atmosferei.Politica naional de protecie a atmosferei const n principal din urmtoarele:a. introducereadetehnici i tehnologii adecvatepentrureinereapoluanilor la surs;b. gestionarearesurseideaer,nsensul reducerii emisiilordepoluani pnla realizarea celor mai sczute niveluri care s nu depeasc capacitatea de regenerare a atmosferei;c. gestionarea resursei de aer n sensul asigurrii sntii umane;d. modernizareai perfecionareasistemului naional deevaluarei gestionare integrata a calitii aerului.Art.43. Aurotitatea public central pentru protecia mediului, cu consultarea ministerelor competente, elaboreaz normele tehnice, standardele i regulamentele de aplicare privind:a) calitatea aerului n funcie de factorii poluani din atmosfer;12b) emisiile de poluani atmosferici pentru surse fixe i mobile, precumi condiiilederestriciesaudeinterdiciiepentruutilizare, inclusiv pentru substanele care afecteaz stratul de ozon;c) calitateacombustibililor i carburanilor, precumi reglementrileprivind introducerea pe pia i transportul acestora;d) pragul fonic i reglementri pentru limitarea zgomotelor;e) supravegherea calitii aerului, proceduri de prelevare i analiz, amplasarea punctelor i instrumentelor pentru probare i analiza, frecvena msurtorilor i altele;f) identificarea, supravegherea i controlul agenilor economici a cror activitate este generatoare de risc potenial i/sau poluare atmosferic;g) sistemul de notificare rapid, n caz de poluare acut a atmosferei cu efecte transfrontier, a autoritilor desemnate cu aplicarea Conveniei privind efectele transfrontiere ale accidentelor industriale.Art.44. Autoritateapublicacentralpentruproteciamediului supravegheazi controleaz aplicarea prevederilor legale privind protecia atmosferei, n care scop:a) constapariiaepisoadelor depoluareaatmosferei, daalerti/sauemite prognoze legate de acestea;b) dispune ncetarea temporar sau definitiva a activitilor generatoare de poluare n vederea aplicrii unor msuri de urgensau pentru nerespectarea programului pentru conformare;c) solicitmsuri tehnologice, aplicrestricii si interdicii nvedereaprevenirii, limitrii sau eliminarii emisiilor de poluani;d) aplic sanciunile prevzute de lege n caz de nerespectare a msurilor impuse.Standardele de mediu i emisie privitoare la protecia i puritatea aeruluiUnuldin cele maiimportante standarde de mediu este standardulde calitate a aeruluicare prevede concentraii maxime admisibile ntr-o anumit perioad de timp ale unor poluani importani n zonele protejate STATS 12574-87. Cel mai important standar de mediu care st la baza strategiilor de control al polurii aerului este STAS 12574-87 (Aer din zonele protejate. Condiii de calitate).STAS 12574-87.Aer din zonele protejate.Condiii de calitate Standardul de calitate a aerului cuprinde dou pri i anume:1. Indicaii generale132. Condiii de calitatenprimapartesunt enunateoseriedenoiuni carevizeazconcentraiile poluanilor i modul lor de calcul. Astfel, prin concentraie medie lunar sau anual se inelege media aritmetic a concentraiilor medii zilnice obinute n perioada respectiv. Pentru calculul concentraieimediilunare sunt necesare minimum 15 valorimediizilnice, iar pentru calcululconcentraiei mediianualesuntnecesare minimum100valori mediizilnice, uniform repartizate pe perioada respectiv de timp.S-a constatat c n Romania sunt specificate mai mult normele privind concentraiile medii maxim admisibile de scurt durata (30 minute) sau zilnice i mai puin cele de lung durat, lunare sau anuale, cumeste cazul S.U.A. unde concentraiilemedii admisibileanualesaulunarejoacrolul cel mai important n estimrile i evalurile privind poluarea atmosferei. De asemenea, trebuie fcute unele precizri i anume:- concentraia unui poluant n aer este o mrime aleatorie caracterizat prin fluctuaii imprevizibile, datorate preponderent turbulenei atmosferice dar i flucutaiilor emisiei;- se definete norma de calitate a aerului pentru un poluant dat ce trebuie s cuprind concentraia maxim admis (CMA) medie pentru un interval de timp definit v, frecvena f asociat CMA i intervalul de referint l (de regula un an, luna, zi, etc.);- norma pentru un poluant, ntr-un punct dat din zona de interes, este respectat dac CMA medie pe intervalul v este atins sau depait cu o frecven cel mult egala cu f intervalul de timp l;- pentruunpoluant dat sestabilescCMAcorespunzndmai multor perioadede mediere.n cazul STAS 12574-87, nu se specific f i este foarte puin considerat l pe o perioada de un an. Ca urmare, normele de calitate vor fiinterpretate ca fiind valori limit care nu pot fi atinse niciodat (lucru care poate conduce uneori la ambiguiti).n cea de-a doua parte a standardului privind condiiile de calitate a aerului sunt prezentateprincipalelesubstanechimicepoluantei concentraiilelor maxim admisibile, principalele aspecte privind pulberile sedimentabile i, respectiv, radioactivitatea.Concentraiilemedii admisibilealesubstanelor chimicepoluantedinaerul zonelor protejate nu trebuie s depeasc valorile din tabel. 14Tabel 3.1. Concentraiile medii admisibile ale substanelor poluante n aerul atmosfericSubstana poluantConcentraie maxim admisibil, mg/m3Metode de ananlizMedie de scurt durat 30 min.Medie zilnicMedie lunarMedie anualAcid azotic 0,1 - - - stabilite de Ministerul SntiiAcid clorhidric 0,3 0,1 - - STAS14913-77Acroleina 0,03 0,01 - - STAS14331-79Aldehide 0,035 0,012 - - STAS14332-70Amoniac 0,3 0,1 - - STAS10312-76Anhidrida fosforica0,3 0,1 - - stabilite de Ministerul SntiiBenzen 1,5 0,8 - - stabilite de Ministerul SntiiCadmiu - 0,000082 - - stabilite de Ministerul SntiiClor 0,1 0,03 - - STAS10916-77NO20,3 0,1 - 0,04 STAS10329-75SO20,75 0,25 - 0,06 STAS 10194-75Fenol 0,1 0,03 - - STAS 11027-77Tricloretilena 4 1 - - stabilite de Ministerul SntiiPulbere in suspensie0,5 0,15 - 0,075 STAS 10813-76Plumb - 0,0007 - - STAS 10810-76Metanol 1 0,5 - - STAS 11105-78Deoarecepoluareaesteinfluenatdeunnumr maredefactori, efectele polurii asupra santii i mediului sunt dificil de cuantificat, aprnd controverse n ceeaceprivetenivelelegeneralelacareefecteleadversesunt detectabile. Sunt cunoscute de asemenea, specificaiile privind OMS pentru protecia sntii publice i efectele poluanilor asupra sntii. 3.2. Variante tehnologice de reducere a poluanilor gazoi din aerExist doucategorii de msuri de reducere a emisiilor poluante n atmosfer :- metode care ofer posibilitatea recuperrii poluanilor gazoi i refolosirea acestora15- metode distructive n cadrul crora au loc transformri ireversibile ale poluanilor n substanenepoluante. Osubclasificareaacestor metodeesteprezentatnfigura 3.1.:Figura 3.1. Clasificarea msurilor de reinere a poluanilor gazoi.Principalele procese care sunt utilizate n reinerea poluanilor atmosfericidin atmosfer sunt : absorbia , adsorbia , condensarea , reinerea pe membrane.3.2.1 AbsorbiaAbsorbia este operaia de separare a unuia sau mai multor componeni dintr-un amestec gazos , prin dizolvare ntr-un lichid cu proprieti selective(absorbie fizic).Ea difer de purificarea pe cale umed prin aceea c absorbia se refer la gaze , iarpurificareaumedsereferlaparticule. Absorbiapoatefi nsoitdeoreacie chimic ntre reactivii adugai n lichidele absorbante i gaze , operaia n acest caz senumeteabsorbiecureaciechimicsauchemosorbie.Multegazepot fi uor absorbite de ap cu sau fr aditivi chimici.Absorbia fizicAbsorbia implic prezena a doua faze: lichid i gazoas.Concentraia gazuluidizolvat n soluia aflat n echilibru cu faza gazoas se mai numete solubilitatea gazului.Dioxidul desulf emult mai puinsolubil napdect amoniacul.Solubilitatea gazelor scade cu creterea temperaturii.16Msuri pentru reducerea poluanilor gazoi din aerRecuperare DistrugereArdereProcedee biologiceArdere suplimentara termica Filtrare biologicaSpalatoare biologicerecuperativCondensareAdsorbieAbsorbieArdere suplimantara cataliticaregenerativrecuperativSeparare prin membraneregenerativAbsorb ia chimica Cele mai multe dintre procesele de depoluare a aerului prin absorbie sunt bazate pe reacia dintre gazul poluant i lichidul absorbant sau un alt component prezent n soluia absorbant.Efectul absorbiei e cel mai puternic atunci cnd reacia e ireversibil.Nu exist o linie de demarcaie exact ntre absorbia fizic i chemoabsorbie.Prin absorbie se rein CO, CO2, H2S, oxizii de azot, SO2, SO3, HF, HCl i compui organici.Procesul de transfer de mas care are loc pentru ndeprtarea poluanilor gazoi prin absorbie urmeaz ecuaia global de transfer de mas:NA=KGAFNA debit molar de gaz absorbit [mol/s]KG coeficient global de transfer de mas [mol/s]A aria interfeei gaz-lichid [m2]F fora motoare Etapa de absorbie Compuii gazoi sunt introdui ntr-o coloan de absorbie, de cele mai multe ori n contracurent cu un lichid de absorbie, lichid care prezint capacitatea de a reine un gaz. Pentru aceasta sunt utilizate frecvent turnuri de splare cu corpuri de umplutura (1) (vezi figura 3). Aceste instalaii cupleaz o suprafa mare de absorbie cu pierderi reduse de presiune i, implicit, cu un consum redus de energie. Lichidul de splat sepulverizeazpelaparteasuperioaraturnului desplarei formeazo pelicul pe suprafaa corpurilor de umplutur , curgnd n sens invers fa de gazul rezidual. Lichidul de splat care conine gazul absorbit, se strnge la baza absorberului, iar de acolo este pompat, nclzit i condus spre regenerator. Un schimbtor de cldur (2) servete la recuperarea cldurii soluiei calde provenit de la procesul de desorbie, cu ajutorul creia se nclzete soluia de la baza absorberului. Etapa de desorbieMediulabsorbtiv alimenteaz unui aparat de desorbie care deregul esteo coloan de distilare (3). Gazul absorbit se culege la partea superioar a coloanei, iar lichidulde absorbie la parte inferioar unde este rcit n schimbtorulde cldur i pompat n absorber. Figura 3 prezint instalaia de absorbie-desorbie n cazul n care 17absorbia este fizic. n cazul n care gazul absorbit interacioneaz chimic(chemosorbie) cu absorbantul(aa cum este icazulHCl, SO2, sau oxizide azot carereacioneazcuapa) dininstalaiaprezentatnfigura3rmnevalabil numai absorberul (1) restul utilajelor principale fiind dictate de necesitatea de recuperare sau nu a absorbantului.Figura 3.2. Instalaie de adsorbie fizic desorbie a unui component gazos dintr-un amestec de gaze. Substane tratabileAbsorbianap, soluieacidsaualcalinserecomandnspecial pentru emisiile care conin HF, HCl, Cl2, COV, SO2, H2S, NH3.3.2.2 AdsorbiaPoluanii gazoi pot fi reinui din aer prinadsorbie pe suprafaa unui adsorbant. Suprafeele adsorbante pot fi, fie solide, fie lichide. Adsorbia pe suprafa lichid este consideratcafcndpartedinabsorbie, rmnndadsorbianumai pesuprafaa solid.18Fenomenul de eliminare a adsorbitului din sistemul adsorbant-adsorbit se numete desorbie ise utilizeaz pentru regenerarea adsorbentuluiirecuperarea adsorbitului.Adsorbentii pot fi impartiti in urmatoarele clase:1. carbune active pentru hidrocarburi si gaze nepolare;2. oxizi(silicagel, oxiddealuminiu, silicat demagneziu) pentrugazepolaresi vapori;3. materiale fin divizate utilizate in general drept catalizatori;4. materiale naturale(cleiuri, bauxite, pamanturi) cu capacitate mica de adsorbtie;5. site moleculare(zeoliti) care sunt silicati de aluminiu cristalini ai metalelor alcaline.3.3. Alegerea variantei optimePentru separarea unui amestec gazos binar, n cazul nostru aer - acid clorhidric, sepoateutilizaoricaredinmetodeleprezentateanterior.ncazul dat gradul de separare al solutului trebuie sa fie ridicat, capacitatea de producie este relativ mic, costul investiiei, exploatrii i intreinerii instalaiei trebuie s fie ct mai mic. Utilizarea metodei de separare prin condensare i difuziune prin membrane este neeconomicdeoareceinstalaiilecorespunztoaresunt costisitoare, consumul de energie i costul de fabricaie sunt foarte ridicate. Utilizarea adsorbiei pentru separare necesittotodatregenerareaadsorbantului ceeacenecesitunconsumsporitde energie. Avnd n vedere natura componenilor din amestecul gazos, gradul de separarecerut, costul investiiei i al exploatrii sealegecametoddeseparare absorbia. Proprietile de separare ale HCl din ap sunt:T=180C :aer : 19,38 cm3 aer1 cm3 apHCl: 451 cm3 HCl 1 cm3 apn acest context adoptm ca modalitate de epurare a efluentului gazos (HCl) din aer, operaia de separare a HCl din ap ceea ce implic o operaie simpl i o eficien mare. [10]3.4. Descrierea tehnologiei adoptate191. Elaborarea schemei bloc Separarea HCl din amestecul gazos iniial constituit din aer i HCl se realizeaz prin absorbie n ap intr-o coloan. Fig.3.3. Schema bloc a procesului de absorbie n ap a HClFazagazoasesteintrodusncoloanadeabsorbie(1) cuajutorul unui ventilator (2) i o strbate n sens ascendent. Absorbantul (apa) este introdus pe la partea superioar a coloanei (1) cu ajutorul unei pompe centrifuge (4) dintr-un rezervor de ap (3) i circul n contracurent cu faza gazoas. n interiorul coloanei are loc contactarea celor 2 faze i ca urmare se realizeaz transferul solutului din faza gazoas n cea lichid. Faza gazoas, coninnd HCl sub limita impus (30 mg/m3) este evacuat n atmosfer, iar faza lichid (soluia de HCl) rezultatiesepelaparteainferioaracoloanei i curgeprincdereliberntr-un rezervor de ateptare (5).Soluia apoasde HCl din acest rezervor este transportat cu o pomp centrifug (4) ntr-un vas de neutralizare (6) prevzut cu agitator cu palete. Neutralizarea se realizeaz cu soluie de NaOH 10%, preparat n vasul de amestecare (7). Vasul (8) este utilizat pentru depozitarea soluiei de NaOH.Dup neutralizare, faza lichid rezultat din vasul (6) este evacuat pe la partea inferioar a acestuia la canal.2. Elaborarea schemei tehnologice20 213.5.Materii prime i auxiliare. Caracteristici.1. Materii primeMateriaprimreprezintunansambludematerial destinat prelucrrii, ntr-o instalaie industrial, n vederea obinerii unui produs.Industria chimic utilizeazmaterii prime de diferite proveniene, acestea putnd fi :- materii prime naturale ;- materii prime fabricate industrial ;- produse secundare ale industriei chimice sau ale altor ramuri industriale.Materiile prime mai pot fi :- amestecuri omogene de dou lichide organice ce urmeaza fi separate prin rectificare ;- soluiile diluate ale unor sruri supuse concentrrii prin operaia de evaporare ;- amestecuri gazoase ce urmeaz a fi separate aprin absorbie ;- diverse materiale sub form granular supuse uscrii.2. UtilitiAburul, apa, aerul comprimat, gazele inerte, solele de rcire i energia electric folosite n industria chimic sunt uzual nglobate n denumirea de utiliti.Toate utilitile sunt considerate ca facnd parte din sfera problemelor energetice ale unei ntreprinderi.2.1. ApaFuncie de utilizarea care se da apeise deosebesc maimulte categorii : apa tehnologic, apa de racire, apa potabil, apa de incendiu, apa de nclzire.Apa de rcire poate proveni din fntni de adncime, temperatura ei se menine ntre 10-150C n tot timpul anului, sau apa de la turnurile de rcire, cnd se recircul avnd temperatura n timpul verii 25-300C. Pentru evitarea formrii crustei, temperatura apei la ieire din aparate nu trebuie s depeasc 500C. Rcirile cu ap industrial se pot realiza pn la 35-400C.Apa ca agent de nclzire poate fi :- apa cald cu temperatura pn la 900C ;- apa fierbinte, sub presiune, pn la temperatura de 130-1500C. 22Apa este un agent termic cu capacitate caloric mare, uor de procurat. Pentru nclzire, se prefer apa dedurizat n scopul evitrii depunerilor de piatr.2.2. Energia electricAceastareprezintunadinformeledeenergiecelemai folositenindustria chimicdatorituurinei detransport ladistanemari i lapuncteledeconsumi randamentelormaricu carepoate fi transformat n energiemecanic, termicsau luminoas.Energia electric transformat n energie mecanic este utilizat la acionarea electromotoarelor cucaresunt dotatediverseleutilajenindustriachimic(pompe, ventilatoare, reactoare cu agitare termic).Energia electricestefolosit i la nclzire, prin transformare n cldur, folosind mai multe tehnici:- trecerea curentului prin rezistene electrice ;- transformarea energiei electrice in radiaii infraroii ;- folosirea curenilor de nalt frecven, medie i mic ;- folosirea pierderilor dielectrice ;- nclzirea prin arc electric.Avantajul nclzirii electrice const n reglarea uoara a temperaturii, posibilitatea generrii cldurii ntr-un punct, introducerea unei cantiti mari de cldur ntr-un volum mic, realizarea unei nclziri directe, fr impurificarea mediului. Caracteristicile soluiei de NaOHSoluiile de NaOH sunt baze puternice, reacioneaza uor cu anhidridele acide, cu acizii organici i minerali, formnd sruri de Na.NaOH reacioneaza cu Al, Zn, Sn, degajnd H2, gaz care poate provoca i explozii.NaOH reacioneaza violent cu esuturile vii, distrugnd peptidele, proteinele i saponificnd grsimile.Soluia de NaOH se obine prin dizolvare, amestecare sau prin diluare.Leiile din sodcaustic fac parte din categoria lichide corozive.Agresivitatea lor depinde de temperatura lor, concentraia n hidroxid, impuriti nsoitoare, n spea HCl. [21]23Capitolul IV. DIMENSIONAREA TEHNOLOGIC A UTILAJELOR4.1. Tipuri de utilaje. Alegere. Descriere4.1.1 Alegerea tipului de coloanUtilajele de absorbie pot ficlasificate dup principiulde funcionare, n patru categorii:- absorbere de suprafa;- absorbere cu pulverizare;- absorbere cu barbotare;- absorbere cu pelicul sau fil.nscopul realizrii unei eficaciti ridicate, absorbereletrebuiessatisfaco serie de condiii:- [ ofere o suprafa de contact mare prin dispersarea unei faze n cealalt;- s asigure contactarea fazelor n contracurent pentru o separare ct mai avansat;- viteza celor dou faze s fie mare;- cderea de presiune la curgerea fazelor prin utilaj s fie mic;- s asigure evacuarea cldurii atunci cand absorbia este nsoitde efecte termice ridicate;- s realizeze un grad de separare mare pentru soluii;- s evite obturarea seciunii de curgere atunci cnd fazele conin impuriti mecanice sau apare tendina cristalizrii unui component din faza lichid;- sprezinteosigurannfuncionare, uncost redusal investiiei, ntreinerii i exploatrii utilajului;- materialul din care e confecionat utilajul s aib o bun rezisten la coroziune.a)Absorbere de suprafa se concretizeaz sub forma turlelor, vaselor Callarius ia serpentinelor. Sunt confecionate din materiale rezistente la coroziune, respectiv dingresie, ceramic, grafit, cuar. Acesteabsorbereauosuprafaade contact micfapt pentrucareeficacitatealor estescazut. Dinacest motivsunt utilizate numai pentru gaze uor solubile.b) Absorbere cu pulverizare Din aceast categorie de utilaje fac parte coloanele cu stropire, absorberele cu discuri, absorberelemecanicecutrunchiuri deconi absorberelecustrat fluidizat 24trifazic. Suprafaa de contact ntre faze este generat prin dispersia fazei lichide sub form de picturin masa fazeigazoase ieste dat de suprafaa tuturor picturilor existente la un moment dat. Cu ct fineea picturilor i fineea gazului sunt mai mari cu att eficacitatea acestor gaze este mai mare.c) Absorbere cu barbotareAceste coloane sunt de regul sub form de coloane preavzute in interior cu maimulte talere cu clopoei, valve sau talere perforate. Funcionarea coloanelor de absorbie se bazeaz pe dispersia fazeigazoase sub form de bule n straturile de absorbant existente pe talere. n figura 4.1.1 este reprezentat schematic o coloan de absorbie cu talere perforate.Faza lichid(absorbantul)intrancoloanpelaparteasuperioarpeprimul taler i curge prin cdere liber din taler n taler prin tuburile deversoare existente pe fiecare taler pn la baza coloanei. Faza gazoas intr pe la partea inferioar i trece prin orificiile talerelor, barboteaz n stratul de lichid de pe fiecare taler, i, iese prin racordul aflat la vrful coloanei. Transferul de mas are loc numai n straturile de lichid de pe taler.Fig 4.1. Coloana de absorbie cu talere perforated) Absorbere cu peliculn cazul acestor utilaje, absorbantul curge sub form de filmsubire prin fasciculedeevi saustraturi cuumplutur, ncontracurent cufazagazoas. Din aceast categorie de utilaje fac parte coloanele cu umplutur i utilajele tip schimbtor 25de cldura cu fascicul de tevi. Coloanele cu umpultur se utilizeaz cel mai frecvent la absorbie.Coloana cu umplutur fig, 4.1.2 este constituitdintr-un corp cilindric vertical, grtare care au rolul de a susine straturile de umplutur, dispozitive pentru distribuia absorbantului i dispozitive pentru redistribuirea absorbantului. Fig 4.2Coloana cu umpluturFaza lichid este distribuit la vrful coloanei printr-un dispozitiv de distribuie i curgesubformdefilmsubirepesuprafaaumpluturii nsensdescendent, iar la ieirea din fiecare strat de umputur este redistribuit. n contracurent cu absorbantul, prin golurile straturilor de umplutur circul faza gazoas. Contactuldintre faze fiind continuu, concentraia solutului variaz continuu pe nlimea coloanei.Dintre aparatele pentru absorbie cea mai larg utilizare n practic o au coloanele cu umplutur i cele cu talere. Aceste coloane difer prin modul de contactare diferenial sau n trepte a fazelor lichid i gazoas.Alegereacoloanelorcutaleresaucuumpluturdepindedemai muli factori care au fost grupai n: caracteristici contructive, factori hidrodinamici i caracteristicile fazelorparticipante.n tabelul 4.1.1 sunt prezentatefuncie de aceti factori condiiile n care se pot utiliza coloanele cu umplutur sau cu talere. Prin urmare tabelul 4.1. permite alegerea tipului de coloan care este indicat pentru un anumit scop.26Tabelul 4.1. Alegerea tipului contructiv de coloana n funcie de caracteristicile constructive, hidrodinamice i de natura sistemului.CaracteristicilesistemuluiCondiii n care se recomand utilizarea coloanelor cu umpluturCondiii n care se recomandutilizarea coloanelor cu talereCaracteristici contructivea. dimensiuni principaleSpaiul este limitat pe nlime (o coloana cu umplutur necesit o nlime mai mic comparativ cu o coloancutalere echivalent)Spaiul este limitat pe orizontal(coloanele cu talere necesit un diametru mai mic dect coloanele cu umplutur echivalente)b. conexiuni lateraleNu necesit scoaterea sau introducerea intremediar a unui lichid sau gaz(lacoloanele cu umplutur aceast operaie este dificil necesitnd dispozitive suplimentare pentrucolectarea i redistribuirea fazelor)Este necesarscoaterea sau intoducerea intermediaraunui lichid saugaz(lacoloanelecu taler pe fiecare taler exist o anumit cantitate de lichid iar gazele ocup spaiul dintre talere)c. curirea coloaneiCurirea coloanei trebuie efectuat foarte rar (curirea Curireacoloanei trebuie efectuatperiodic (coloanele cu talere sunt prevzute cu guri de 27coloanelor cu umplutur se face numai n perioada reviziilor anuale i const n scoaterea umpluturii, sortarea i apoi splarea acesteia)vizitare care permit curarea fr demontarea elementelor interioare)d. costul coloanei Pentru diametru pnla 0,75 (deoarece la diametre mai mari coloanele cu umplutur necesit elemente interioare complexe)Pentrudiametremai mari de 1,25Factori hidrodinamicia. debitele celor dou fluideDebite de lichid i gaz nu pre amari (faza lichid se deplaseaz sub forma unor filme subiri i firioare nguste pe suprafaa corpurilor de umplere, la debite de lichid foarte mici distributia lichidului este defectoas i n Debite variabile de lichid sau de gaz (lichidul se disperseaz n masa compact; permit variaii mari ale debitelor de lichid sau de gaz )28acest caz se prefercoloanele cu talere, la debite foarte mari are loc necarea coloanei). La marirea debitului de gaz crete cantitatea de lichid reinut fapt care duce la micorarea seciunii libere de trecere a lichidului.b. cderea de presiuneCderi de presiunemici (n operaiile efectuatesubvid unde se impune o cdere de presiunemicse utilizeaz coloane cu umplutur)Cderi de presiune maric. viteza de curgere a fluidelorViteze mici la curgerea fazei gazoase i lichide(n coloanele cu umplutur faza gazoas se gsete n micare turbulent Viteze mici la curgerea celor doua faze (la coloanele cu talere faza lichid se gsete n micare turbulena favoriznd sistemele n care viteza transferuluide mas este determinat de rezistena fazei lichide)29rezultndunbun transfer demas cnddeterminant de vitez este transferul de faz gazoas)d. eficacitatea Valori ale eficacitii n limite largi (pentru coloane cu umplutur cu diametre peste 1,5 m eficacitatea tinde s scad ca urmare a unei distribuii neuniforme a lichidului sau a gazului pe suprafaa transversal a coloanei)Valori ale eficacitii n limite largi (asigurarea unei eficaciti impune, n cazul coloanelor cu talere, o curgere afazei lichide pe talere nct s evite formarea zonelor moarte sau a canalelor prefereniale)e. funcionarea discontinuLa capacitimici i temperaturi apropiatedecea a mediului ambiant (la temperaturi mai mari sau mai mici dect cea a mediului ambiant, dilatarea i contracia repetat a La capaciti i temperaturi nlimitelargi (talerele sunt confecionate din acelai material cu pereii coloanei sau sunt proiectate n aa fel nct dilatarea s nu produc distrugerea acestora)30coloanei poate duce la sfrmarea corpurilor de umplere)f. capacitateade produciePentru capaciti mici i medii de producie (coloanele cu umplutur cu diametremari au masa foarte mare i prezint probleme deosebite la realizarea unei distribuii uniforme a celor dou faze)Pentrucapaciti mari de producie (la diametre mai mici de 400 mm coloanele cu talere sunt greu de construit; la diametre mari coloanele cu talere sunt mai ieftine dect cele echivalente cu umplutur)Caracteristicile fazelor participantea. sisteme coroziveSisteme cu grad nalt de coroziune (estemai uor i mai ieftin sse contruiasc o coloan cu umplutur din materiale rezistente la coroziune dect o coloan cu talere)Sisteme fr aciune coroziv (contruirea unei coloane cu talere rezistente la coroziune presupuneuncost foarte ridicat)b. sisteme care spumeazSisteme ce prezintspumare puternic (la coloanele cu umplutur, pentru Sistemefrspumare(n cazul coloanelor cu talere, un sistem care spumeaz, datorit barbotrii gazului n lichid se formeaz pe 31sisteme cu spumare posibilitatea formrii spumei este redus deoarece cantitateade gaz care barboteaz prin lichidul din golurile stratului este foarte mic)talereoemulsiefingaz-lichidformatdinpicturi de lichid i spuma care va determina o uniformizare a concentraiei n coloana i prin urmare o scdere a eficacitii)c. sisteme care coninsolidesau lamuriSisteme care nu coninsolidesau lamuri (la coloanele cu umplutur solidul din suspensie sau lamul se poate acumula n golurile umpluturii reducnd seciunea de curgere a celor dou faze, conducnd n final la necarea coloanei)Sisteme care conin solide sau lamuri n concentraie mare (seciunea de curgere a absorbantuluila coloanele cu talere este mare permi-ndtrecereasuspensiilor sau a lamurilor)d.sisteme termolabileSisteme stabile din punct de vedere termicSistemecarenuprezint stabilitate din punct de vedere termice. Sisteme vscoaseSisteme cu vscozitate mare (n cazul coloanelor cu umplutur se Sisteme cu vscozitate mic(buleledegazcare rezult de pe talerul inferior formeazcanalele preferenialenstratul de 32recomand utilizarea unor corpuri de umplere cu dimensiuni mari )lichid ducnd la un contact limitat ntre faze care va determina o eficacitate sczut a coloanei cu talere)f. sisteme cu degajri de cldurSisteme cu degajri nensemnate de cldur la absorbie (dac efectul termic al procesului este mare la coloanele cu umputur se monteaz dispozitive pentru colectarea i redistribuire)Sistemecudegajri mari de cldua la absorbie (n cazul coloanelorcutalere se monteaz serpentine de rcire pe talere care favorizeaz absorbia)n final se alege coloana cu umplutur.4.1.2. Alegerea umputurii pentru coloanUmpluturile utilizate pentru coloane se pot mpri n trei categorii: - corpuri de umplere de form neregulat;- corpuri de umplere de form definit;- grtare.Pentru a fi eficiente, umpluturile trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: s prezinte o suprafa mare raportat la unitatea de volum, s realizeze o distribuie uniform a fazeigazoase printre golurile umpluturii, s prezinte o rezisten mic la curgereafazelor, srealizezeoamestecarebun a celordoufaze, sprezinteo rezisten mecanic i chimic corespunztoare, s fie ieftine i uor de procurat.Corpurile de umplere de form neregulat sunt n general foarte rar ntrebuinate deoarece corpurile au dimensiuni diferite i pentru a obine o mrime ct mai uniform este necesar o sortare cu atenie.33Corpurile de umplere de form definia sunt cele mairspndite umpluturin cadrul industriei chimice i se concretizeaz n inele Raschig, sei Berl, inele Pall, sei Intalor, etc. Sunt confecionate din materialeceramice, plastice, tabl de diferite caliti, carborund, etc. In tabelul 4.1.2 sunt date principalele caracteristici ale ctorva corpuri de umplere.Tabelul 4.2. Caracteristicile principale ale ctorva corpuri de umplere.Tipul umpluturii Materialul Dimensiuni (mm)Suprafaa specific (m2/m3)Volumul liber (m3/m3)Densitatea (kg/m3)Inele Rasching (aranjate ordonat)ceramic 50x50x5080x80x8100x100x1011080600,740,720,72650670670Inele Rasching (in gramada)ceramic 10x10x1,515x15x225x25x335x35x450x50x5440330200140900,70,710,740,770,79700690530530520oel 8x8x0,310x10x0,315x15x0,325x25x0,46305003502200,90,880,90,9750900660640Sei Berl (n grmad)ceramic 12,525354602601650,680,690,70720670670Inele Pall (n grmad)ceramic 25x25x335x35x450x50x560x60x6220165120960,740,760,780,79610540520520oel 15x15x0,425x25x0,635x35x0,850x50x13802351701080,90,90,90,9525490455425Sei Intalox (n grmad)ceramic 1825383352551660,720,740,766406105803450 120 0,79 530Corpurile de umplere pot fi aezate n mod regulat n coloan sau turnate. La umpluturile aezate n vrac distribuia lichidului depinde de forma i mrimea corpurilor de umplere, diametrul coloanei, nlimea stratului i distribuia iniial. Umpluturile mici duc la formarea unor pungi de lichid datorit capilarelor ce apar la punctele de contact dintrecorpuri ceeacedeterminmicorareasuprafeei udateaumpluturii i prin urmare scderea eficacitii coloanei.n scopul realizriiuneibune distribuiia lichiduluin seciunea transversala stratului de umplutur se recomand c diametrul nominal al corpurilor de umplere s fie de cel puin 8 ori mai mic dect diametrul coloanei.Evitarea formrii canalelor se realizeaz prin turnarea uniform a umpluturii n strat, distribuia uniform a fazei lichide, mprirea umpluturii n mai multe straturi ntre care se interpun dispozitive interioare pentru redistribuirea lichidului .Grtarelesecontruiesc dinlemn, materialeceramice, metalice, plasticen form simpl ca bare paralele sau forme complexe care permit dirijarea celor dou fluide. ntimpcegratarelesimplesedemonteazuor, realizeazocderede presiunemic, nusenfundcndlichidul conineparticulesolidensuspensie, grtarelecomplexeasiguroumezireaproapecompletaumpluturii prentmpin apariia unor curgeri prefereniale i a pungilor de lichid.Grtarele se monteaz n coloane de suprapunere. O larg utilizare i-au gsit n ultimul timp grtarele Koch-Sulzer, Glitsch, Spraypack, Stedman.Se alege ca material de umplutur inele ceramice raschig cu diametrul 35x35x4.4.1.3 Dispozitive interioare pentru coloane cu umpluturDispozitivele interioare care se utilizeaz n cazul coloanelor cu umplutur sunt grtareledesusinereaumpluturii, distribuitoarelei redistribuitoarelepentrufaza lichid.GRTARE DE SUSINERE35Dintre cele mai vechi i mai simple grtare de susinere a umpluturii sunt plcile perforate care i mai gsesc i astzi o larg utilizare n special cnd se lucreaz cu debite mici de lichid i gaze. Seciunea liber pentru trecerea celor dou faze este mai mic dect n stratulcu umplutur fapt care determin n cazulunor debite maride lichid ide gaz o cdere mare de presiune io reducere a eficacitiicoloanei. Un astfel de grtar este confecionat din mai multe platbande fixate prin sudur de o plac de baz, distan dintre platbade fiind astfel aleas nct seciunea liber a grtarului sfieegalsaumai maredect ceaaumpluturii. Pentruanupermitecderea umpluturii printreplatbandeacesteaseacopercuctevastraturi decorpuri de umplere cu dimensiuni mai mari sau se acoper cu o sit metalic. n locul platbandelor se pot utiliza bare din metal sau plci din gresie dac mediul este coroziv. Literatura indic i alte tipuride grtare suport cum sunt cele formate din maimulte grinzi din tabl perforat cu orificii de form alungit sunt fixate pe o plac de baz de asemenea perforat. Seciunea liber de trecere a fazelor este mai mare de 85%. DISTRIBUITOARE PENTRU FAZA LICHIDDistribuitoarelepentrulichidaurolul deaasiguraorepartizareuniforma absorbantului pe ntreaga suprafa transversal a coloanei. Realizarea unei distribuii uniforme a lichidului determin o eficacitate ridicat a coloanei de absorbie cu umplutur.Distribuitoarele tip dus se confecioneaz dintr-o eav central cu alimentare prevzut cu ramificaii din mai multe inele cooncentrice din eav sau dintr-o eav cu duza la un capt i deflector.Aceste distribuitoare sunt recomandate cnd presiunea lichidului este mai mare icnd absorbantuleste lipsit de impuritimecanice. Debitulspecific de absorbant este de 25 m3/m2.h i presiunea necesar este de 0,35-1,40 N/cm2.Distribuitoarele tip taler sunt formate dintr-o plac cu diametrul de 250-1800 mm prevazutcuorificii circularencaresefixeazevi dedistribuieavnddiametre cuprinse ntre 25 i 50 mm.Pentru coloanele cu diametru de peste 2 m se pot utiliza dispozitive sub form unor plci plane perforate cu guri de diametre 5-6 mm i care sunt nconjurate de un contur crenelat avnd rolul unui deversor.n figura 4.1.4 este prezentat un dispozitiv de distribuie cu jgeaburi care este format dintr-unanumit numr dejgeaburi prevzutecucreneluri nformdevpe 36pereii laterali. Sunt recomandatepentrucoloanecudiametremari i pot realiza distribuia uniform a unor debite specifice de 5-120 m3/m2.h.Distribuitoarelecupreaplinuri, seutilizeazlacoloanecudiametremici. Ele sunt formatedintr-oplacsuport prevzutcuorificii ncaresefixeazevi cuun decupaj n forma de V.REDISTRIBUITOARE PENTRU FAZA LICHIDNecesitatea utilizariimai multor straturi de umplutura intr-o coloana determina folosirea unor dispozitive pentru redistribuirea lichidului. Pentruredistribuirea absorbantului pot fi utilizate dispozitivele de distributie speciale cunoscute sub denumirea de redistribuitoare.Astfel de dispozitive de redistribuire a lichidului const din doua plci suprapuse care ndeplinesc rolul de suport, redistribuitor, alimentare i evacuare a fazelor. Placa superioar este identic cu gratarul de susinere , iar placa inferioar este prevazut cu orificii cu diametrul de 3-5 mm i orificii cu diametrul de 3-10 cm n care se fixeaz evi. Dispozitivul are nlimea total egal cu 350 mm.Conurilededistribuiesunt celemai simpledispozitivepentruredistribuirea fazei lichide care dirijeazlichidul ce se scurge pe corpul interior al utilajului ctre axul acestuia. Acestedispozitiveseaeazunul fadealtul ladistanade(1,6-2) din diametrul coloanei i prezint ca dezavantaj principal micorarea seciunii coloanei.Conurile cu guri stagnante sunt mai complicate din punct devedere contructiv, dar asigur o ngustare mai redus a seciunii aparatului.Un alt dispozitiv pentru redistribuire foarte simplu const dintr-un buzunar ngust fixat de mantaua utilajului de la care pleac radial nclinat trei sau mai multe evi. Prin evi lichidul adunat n buzunarul dispozitivului se scurge spre axul utilajului.4.1.4. Materiale de construcie pentru coloaneCorpul cilindrical coloanelor cutaleresauumpluturseconstruiescdinoel-carbon, font, oeluri speciale aliate cu Cr, Ni i Mo, oeluri emailat, oeluri metalizate sau cptuite cu materiale rezistente la aciunea coroziv a acelor faze care particip la absorbie.Elementele interioare ale coloanelor cu umplutur i cu talere sunt confecionate din materiale specificate anterior. n cazul coloanelor cu umplutura, daca 37substantelecucareselucreazsunt puternic corozive, corpul acestor utilajese cptueteninterior cuocrmidantiacidsausetorcreteazcuchit antiacid. Alegerea materialelor necesare pentru corpul i elementele interioare ale absorberului sefacenfunciedenaturasubstanelor vehiculateprincoloani aciunealor coroziv.n continuare se prezintdetaliat modul de alegere al materialelor de construcie pentru diferite utilaje precum i tipuri de materiale indicate.Materialul cel mai des folosit n industria chimic este tabla din oel. n funcie de compoziia sa chimic, tabla din oel poate fi: oel carbon, oel slab aliat i oel aliat.Pentru alegerea corect a unui oel inoxidabil sau orice alt material metalic se va ine seama de urmtoarele elemente:- proprietile fizice, chimice i mecanice ale oelului;- condiiile de lucru (temperatur, presiune);- economicitatea realizrii produsului pentru a avea fiabilitatea ridicat.

Mediu de lucru Marci de oteluri recomandateAcid clorhidric soluie1 293 Z2CND17-12; X2CrNiMO18-12; Z8CNDT17-12;X10CrNiMoTi18.10;Z10CrNiMoTi18.100,5 323 Z2CN17-12; Z8CNDT17-12; Z2CrNi18.10; X10CrNiMoTi18.10384.1.5. Probleme de coroziuneMaterialele metalice, precum i cele nemetalice sufer n timpul exploatrii un proces de degradare chimic sau electrochimic a mediului de lucru.Coroziunea este un proces complex de distrugere a materialului datorit aciunii mediului nconjurtor prinproceselechimicei electrochimicecesedesfoarla interfaa metal-gaz, metal-lichid, ce dau reacii eterogene.Reaciile de coroziune pot fi clasificate n trei tipuri de procese i anume:- coroziune cu degajare de hidrogen:2Na + 2H2O 2NaOH + H2Zn + 2NaOH Na2ZnO2 + H2- coroziune cu reducere de oxigen:2Fe + 2H2O + O2 Fe(OH)2-coroziune cu reducere de ioni ferici:Fe + Fe2(SO)4 3FeSO4n general, reaciile catalitice sunt cu: -reducerea ionilor de hidrogen:2H+ + 2e- H2 -reducerea ionilor de oxigen:O2+ + 2H2O + 4e- 4OH--reducerea ionilor ferici:Fe3++ e- Fe2+ Coroziunea metalelor cu reducerea ionilor de hidrogen are loc n acizi neoxidani i nalcani. Metalelealcalinei magneziul secorodeazcureducereaionilor de hidrogeni nmedii neutre. Seremarcfaptul c, ngeneral, areloccoroziunea metalelor cu reducerea ionilor de oxigen n mediineutre.Acest tip de coroziune este important, deoarece n condiiile atmosferice , n contact cu apa i cu soluiile srurilor neutre, metalele se corodeaz cu degajarea ionilor de oxigen.n medii acide i bazice 39esteposibilreducereacatodic aoxigenului, darprincipalareacieeste reducerea ionilor de hidrogen. n industria chimicse ntlnesc frecvent coroziuni prin reducerea ionilor ferici, datorit contactului metalului cu soluia diverselor substane chimice.Fenomenul de coroziune const dintr-un schimb de ioni ntre metal i mediu de lucru i orice modificare a acestui schimb este foarte important.n timpul coroziunii, pe metal se stabilete un anumit potenial a crui valoare se afl ntre valorile standard ale potenialelor pariale de electrod. Deplasarea celor dou poteniale de echilibru la potenialul decoroziuneesteoconsecinafenomenului polarizaiei proceselor de electrod , fenomene ce au loc instantaneu , o dat cu apariia contactului metal- mediu de lucru.4.1.5.1 Factori care influeneaz viteza proceselor de coroziune O cauz frecvent de intensificare a distrugerii prin coroziune a utilajelor care vin n contact cu soluii de electrolii o constitue efectul galvanic ce apare la mbinarea a dou piese confecionate din dou materiale de metale diferite. De exemplu la contactul dintre cupru i fier , cuprul este protejat n dauna fierului care este maiintenscorodat. Fierul trecensoluiesubformdeioni (Fe+), iar procesul coroziv respectiv este cunoscut sub denumirea de coroziune de contact. Oxigenul constitue cel mai comun factor care intensific coroziunea , mai ales n mediicu pH cuprins ntre 6 i8. Viteza fluidelor vehiculate ca igraduln care ele transport suspensii abrazive.n acest scop, poate fi amintit efectul cavitaiei, fenomen care apare la viteze mari ale fluidelor.Coroziunea de tip punctiform care este mai grav la oelurile inoxidabile.n acest tip decoroziuneapar guri dediametremai mari saufoartemici, nvremecerestul suprafeei este caracterizat prin viteze mici, prin greutai mari la depistarea n timp i prin pagube foarte mari. Se poate diminua sau elimina acest tip de coroziune printr-un mod corespunztor de finisare a suprafeei.Un alt factor care agraveaz procesele de coroziune este legat de fenomenele de coroziune sub tensiune(o solicitare mecanica acioneaza simultan cu una chimic sau electrochimic). Solicitrile mecanice sunt, n general, tensiuni reziduale provenite de la prelucrarea la rece, tratamente termice i sudur, sau apar n cursul exploatrii din cauze externe.40Coroziunea la oboseal este un caz particular a acestui tip(nu este prezent nici un agent coroziv) i se datoreaz unor tensiuni aprute periodic(ciclic).Apariia coroziunii sub tensiune este de obicei legat i de seciunea combinat a unui reactiv asupra unui anumit material metalic (de exemplu soluii de NH4OH sau NaOH, n cazul oelului carbon sau soluii de cloruri, soluii de acid azotic sau sulfuric, n cazul oelurilor inoxidabile austenitice).Cretereatemperaturii constituie unelement deagravare acoroziunii sub tensiune.Puncteledefisurare alecoroziunii subtensiuneleconstituie defectele de structur metalografic precum i dislocrile datorit unor solicitri mecanice. Influena atomilor din defectele respective, precumi agresivitatea mediului sunt factori determinani pentrumodul dedesfaurareaprocesului coroziv. Laaluminiu, cupru, oeluri-carboni oeluri inoxidabileferiticeapar procesecoroziveintergranulare, n carezoneleanodicesunt amplasatelamargineacristalelor structurii metalice. La aliajeleslabaliate, oaltformdecoroziunestructuraloconstituiefragilizareala hidrogen.La unele oeluri inoxidabile apar procese corozive intergranulare n soluii apoase care conin ioni hidroxil sau de clor n unele cazuri aprnd n lipsa tensiunilor mecanice.La oelurile inoxidabile austenitice acest tip de coroziune apare in medii alcaline (soluii sau vapori contaminai) sub forma de rupturi inter sau transcristaline, la temperaturi i timpdeexploatarediferite. Subtensiuni, apar frecvent procesede coroziune transgranular la oelurile austenitice mai ales cnd mediile din exploatare conin cloruri. Unele adaosuri (Mo sau Ti) mresc sensibilitatea la acest tip de coroziune. nacestemedii cuioni clor s-auobservat debutul unui procescoroziv punctiform i dezvoltarea lui, n continuare, pe calea clasic a coroziunii sub tensiune. - Defecte de proiectare, de execuie sau de exploatare (fante, interstiii, depuneri, etc) datorit unor posibile schimbri ale conditiilor (de exemplu concentraia diferenial n oxigensaudeioni amediului, prezenaunor pieserealizatedinalt material etc) accentueaz aciunea i dezvoltarea proceselor corozive. - Parametrii unor procese chimice care influeneaza apariia i desfurarea proceselor corozivecaresentalnescntr-oanumitinstalaiechimicsunt: concentraiaunor substane care intr n compoziia mediului, impuritile, temperatura, ph-ul, gradul de 41aerare, viteza cu care circul fluidul, inhibitorii, modul i ritmicitatea cu care se efectueaz pornirea i oprirea instalaiei respective. Temperatura mediuluiagresiv marete viteza de coroziune n mod exponenial. La unele schimbtoare de cldura la care se ating temperaturi de 100oC, evaporarea apei din porii stratului de rugin agraveaz i mai mult efectul coroziv. La fel de grav esteapariiaunor condensateagresivelautilajelencarearelocuntransfer de cldur. Prezenaoxigenului (introdusdepompei neetaneitai) esteunpericol care poate fi diminuat fie printr-o proiectare, un montaj i o ntreinere mai ngrijit, fie prin introducerea unui inhibitor.Umiditatea, mai des n cazul n care produsele n stare anhidr nu sunt agresive este duntoare.Proiectarea trebuie fcut corespunztor pentru a evita apariia umiditii.Impuritile pot avea aciune bun ntr-un mediu coroziv (de exemplu: inhibitorii) dar potaveai aciuneduntoare(de exempluprezenaionilordeCl- careduneaz strii pasiveaunor suprafeemetalicesauaionilor CN- caredaucompleci cu metalele ca aurul i argintul).Produseledecoroziune, cuexcepiacazului cndapar subformdefilme continui i compacte, mpiedicnd accesul agenilor corozivi, accelereaz produsele de coroziune. Curireanecorespunztoareautilajelor poateconducelacoroziuni de tiplocalozat. Trebuieevitat, deasemenea, apariiaunor produi decoroziunen suspensii i n lichide (favorizani ai proceselor corozive localizate). Microorganismele generatoaredeprocesebiocorozivesunt ali factori deintensificaresauapariiea fenomenelor corozive. Factorii geometrici sunt o alta categorie care influeneaza procesele corozive. Evitarea apariiei unor locuri n care s se nregistreze colectarea unor cantitai de lichide stagnante i apariia unor fante sunt rezolvri impuse proiectantului. Atmosferele industriale sunt poluate cu gaze, vapori i aerosoli purtai de cureni de aer. Din punct de vedere chimic, aceti poluani pot fi acizi, baze, sruri sau solveni organici. Cunoatereagradului depoluareaunei atmosfereindustrialenseamn cunoaterea : compoziiei chimice, a proporiei i a agresivitii poluanilor. Atunci cnd poluanii sunt solizi, trebuie cunoscut dimensiunea particulelor, forma idensitatea lor. Temperatura nregistrat n timpul exploatrii ca i umiditatea relativ trebuie bine cunoscute. Trebuie subliniat faptul c, n afara pagubelor materiale, coroziunea are i 42consecine sociale care conduc i la pagube. Se pot aminti astfel consecinele referitoareladezastre(incendii, explozii, degajri nocive, distrugeri decldiri ), la sanatate, degradarea esteticii instalaiilor, cldirilor i a peisajului nconjurtor.4.1.5.2 Scopul i mijloacele de combatere a coroziunii n combaterea coroziunii, n industria chimic, se urmrete sse creeze o uniformitate a suprafeeicare se apr, s se realizeze o polarizare a cuplurilor de coroziuneposibilesapar, sseascundmetalul, printr-unstrat deoxizi sauun material oarecare avnd anumite caracteristici fizico-chimice, s se diminueze agresivitatea unui anumit mediu, prin introducerea unor inhibitori sau prin modificarea procesului tehnologic i s se diminueze efectele agresive ale unui anumit mediu prin modificarea unor profile sau mbinari.Se urmrete, de asemenea, s se mreasc durata n exploatarea utilajelor i s se diminueze riscurile de a fi impurificate semifabricate i produsele.Posibilitile de combatere a coroziuniipot fiactive sau pasive. In tabelul4.5 sunt prezentate exemple i se dau precizrile necesare.Tabel 4.5. Metode de combatere i reducere a proceselor coroziveTipul Procedeul Exemple Avantaje DezavantajeActiv (se acioneaz nemijlocit asupra procesului coroziv)Alegerea unui material de construcie foarte rezistent.Durata foarte mare, n exploatare, impurificri excluse, opriri rare ale procesului tehnologic, cheltuieli de ntreinere.nvestitie mare, uneori, materialul este deficitar.Excluderea printr-o proiectare competent, a profilelor, Eliminarea apariiei unor fante la unele mbinri.43pieselor sau mbinrilor favorizante pentruapariia proceselor corozive.IdemIntervenia n procesul tehnologic pentru eliminarea unor medii corozive.Degazareaapei de alimentarea rcitoarelor.Ieftinirea investiiei, durata marita n exploatare, micorarea pericolului impurificrii produselor i a necesitii introducerii unor purificri suplimentare.Uneori cheltuieli mai mari necesare pentru cercetare.Introducerea n medii corozive a unor inhibitori.Ieftinirea investiiei, durata n exploatare mrit.Uneori sunt necesarefazede purificare suplimentare.Reglarea procesului electrochimic prin modificarea potenialului.Protectia catodic sau anodic.Cheltuieli aferente ntreinerii, nlocuirilor, controlului i opririi instalaiei scad.Investiia se mrete.Pasiv (se introduc unele acoperiri metalice sau Cptuiri, peliculizri sau acoperiri metalice.Cptuiri mecanice prin laminarelacald sau rece, presare, topire, etc.Idem IdemDepuneri 44nemetalice) electrolitice din soluii apoase sau topituri ale unor sruri ale metalelor.Idem IdemDepuneri chimice din soluii sau topituri aleunor metale.Idem IdemDepuneri prin imersie n metale topite (cositorirea i zincarea la cald)Idem Idemncrcare cu sudura.Idem IdemAcoperirelocal cu metal topit (plumbuire omogen).Idem IdemCptuiri, peliculizri sau acoperiri nemetaliceCptueli cu crmizi sau plci ceramice antiacide.Idem IdemScliviseli cu cimenturi rezistente la medii agresive.Idem IdemEmailri Idem Aplicabilitate limitat.Acoperiri cu materiale ceramice rezistente la temperaturi 45mari.Oxidarechimic (brunri, eloxri. pasivri, etc.)Eficacitate si aplicabilitate limitat.CromalriCptuiri, peliculizri sau acoperiri organice cu materiale termoplastice sau termorigideCptuiri cu rini fenolice.Nerezistente la medii alcaline i ocuri mecanice.Cptuiricu folii de materiale termoplastice.Limita temperaturii maximederegim la care pot fi folosite, utilajele devin mai grele.Cauciucri de diferite tipuri.IdemAcoperiri sinterizate cu pulberi organice de sinteza (termorigide sau termoplastice) i naturale prin pulverizare.IdemAcoperiri cu materiale dizolvate n solveni care, dup aplicare se ntresc, prin eliminarea solvenilor.Refacere periodic4.2. Bilanul de materiale pentru absorbieDate de echilibru:46x concentraia HCl n lichid;y concentraia HCl n gaz;Fracii molare: AkmoliAxkmoliA kmoliC+,AkmoliAykmoliA kmoliB+Rapoarte molare: AkmoliAXkmoliC ,AkmoliAYkmoliB1AAAxXx,1AAAyYy1AAAXxX+,1AAAYyY+Operaia de absorbie presupune existena a dou faze:- faza gazoas- faza lichidFaza gazoas este format din doi componeni:- HCl care se absoarbe in faza lichid- inertul (aer)Faza lichid este constituit din ap pur. In fig. 4.3.este reprezentat o coloan de absorbie (cu umplutur) n care sunt specificate fluxurile de materiale, unde:G - debit de aer intrare[kmol aer/h];Yi - concentraia HCl n faza gazoas la intrare [kmol HCl/kmol aer];L - debit de absorbant (apa) [kmol apa/h];Yf - concentraia HCl n faza gazoas la ieire [kmol HCl/kmol aer];Xi - concentraia HCl n faza lichid la intrare [kmol HCl/kmol ap];Xf - concentraia HCl in faza lichid la ieire [kmol HCl/kmol ap].47Fig. 4.3. Fluxurile de materiale ntr-o coloan de absorbiePentru coloan se poate scrie urmatoarea ecuaie de bilan de materiale:NA = G(Yi - Yf) = L(Xf - Xi), unde:NA - debitul de solut transferat din faza gazoas n faza lichid [kmolHCl/h]Presupunem urmtoarele date de proiectare:P = 1atmMV = 3800 m3/h (3000) debit amestec gazosYi = 440 mg/m3 (450) concentraia HCl n amestecul gazos iniial = 94,7 %(94) - grad de separare al amestecului = 1,3 coeficient de exces al absorbantuluiXi = 0% - concentraia HCl din absorbantT = 20oC temperatura absorbantului la intrareG = G(1-Yi) [ g ( )] 3800 ( )' 169, 6428522, 4+ + ] ] ]vmM kmol az A B kmol HCl aerGV h h3 36440 10 10 22, 43440mg/m 270, 02739 1036, 5ikmolHClYkmolaer ] ] ]G = G(1-Yi) = 169,64285 (1-270,02739 10-6) G = 169,597041 [kmol aer/h]n scopul caracterizrii evoluiei procesului de absorbie se introduce noiunea de grad de separare:A =grad de separare = 94,7% (94)48( )1i f fAAi i iG Y Y YNG Y G Y Y Yf = Yi (1- A) = 270,02739 10-6 (1-0,947) = 14,3114510-6 [kmolHCl/kmol aer]Yf =14,3114510-6 [kmolHCl/kmol aer]Yf=66 314, 31145 1036, 5 23, 3199922, 4 10mgm ] ] ]G Yi = 169,597041 270,0273910-6 =0,045795[kmol HCl/h]*36,5 g gAA A A iiNN G YG YNA= 0,947 169,597041 270,02739 10-6 NA = 0,043368 kmol/h;Noi am calculat ce e cu rosu cum e mai jos cu roz:NA=G(Yi-Yf)= 169,597041 (6270, 02739 10 -14,3114510-6)NA= 43368,6667*10-6 [kmoliHCl/h]Calculul debitului de absorbant (L) i concentraia HCl n ap (Xf)L = Lmin [kmol apa/h] unde: L - consum real de absorbant - coeficient de exces al absorbantului = 1,3Lmin - debit minim de absorbant [kmolC/h]min*Af iNLX Xunde:unde: Xf* = xmax Xf*- valoarea de echilibru a luiXf pentru concentraia de ieire Yfn faza gazoas.Determinareaconcentraiei Xf*sepoatefacegraficsaulaconcentraii mici analitic, utiliznd ecuaia Henry:PA = HA xA unde:PA - presiunea parial a solutului n faza gazoas;HA - constanta lui Henry pentru componentul A (HCl);xA - fracia molara a solutului (HCl) din faza lichid.Conform legii lui Dalton putem scrie:49AAPyPunde: PA - presiunea parial a HCl n amestecul gazos;P - presiune total;yA - fracia molar a componentului A (HCl).Deci, PA = P yA, relaia pe care o nlocuim n ecuaia lui Henry:P yA = HA xA66AA6A270, 02739 10y 269, 95449 101 1 270, 02739 10 ( )Y kmoliHClY kmoli HCl aer ] ]+ + + ]Acest yA nu l-am calculat si am inlocuit in xA cu YA in loc de yAHA (HCl, t = 20oC) = 0,00209 10-6 mmHg(Tudose i alii, 1990)HA (pentru HCl la 20oC) = 2,75 atm651269, 95449 109, 816526 102, 75 ( )AAAP y kmoliHClxH kmoli HCl apa ] ]+ ]5* 5f59, 816526 109,817489 101 1 9, 816526 10AAAx kmoliHClX Xx kmoliapa ] ] ]Deci Xf* = 59, 817489 10kmoliHClkmoliapa ] ] ] Xi = 0min* 50, 043368441, 7422829, 817489 10 0Af iN kmoliapaLX X h ] ] ]L = Lmin= 1,3 441,742282 = 574,264964 [kmoliapa/h]NA = L(Xf- Xi) si Xi = 0, aadar:NA = L Xf=>50, 0433687, 551914 10574, 264964AfN kmoliHClXL Kmoliapa ] ] ]Se mai calculeaza si: +A AAA A Cm xxm x m50 +A AAA A Bm xym x mPe baza celor calculate pn acum se ntocmesc bilanurile de materiale la intrare i la ieirea din coloana de absorbie. Se construiete curba de echilibru YA funcie de XA. Pentru construirea curbei de echlibru se procedeaz astfel:1) se admit valori pentru x (fracia molar a HCl n ap) de la 0 pn la o valoare superioara a lui x care s fie mai mare dect valoarea calculat din Xf. xi = 05557, 551914 107, 551343 101 1 7, 551914 10 ( )fffXkmoliHClxX kmoli HCl apa ] ]+ + + ]2) se alege un pas (de exemplu X = 0,3 10-5). 3) conform ecuaieilui Henry i a luiDalton, pentru fiecare x admis se calculeaz p*HCl i y*HCl.pHCl = HA x (legea lui Henry)yHCl = PHCl/P (legea lui Dalton) , p=1atm => pHCl = yHCl4) se ntocmete tabel de dateTabel 4.6. Tabel cu date de echilibruNr.crt.xA10-5PHCl = yHCl (10-5) X (10-5) Y (10-5)1 0 0 0 02 1 2,751 2,753 2 5,5 2 5,54 3 8,25 3 8,255 4 11 4 116 5 13,75 5 13,757 6 16,5 6 16,58 7 19,25 7 19,259 8 22 8 2210 9 24,75 9 24,7511 10 27,5 10 27,5

Tabel 4.7 Bilan de materiale pentru absorbieINTRAREFazaCompDEBIT CONCENTRAII51Kmoli/s Kg/s m3/s x(y)x (y)GazHCl51, 272 1044, 6431 1042, 84928 10270,0273610 269,954610Aer24, 71102 10 1,36148 1,0552704 0,999729973 0,499932484Total24, 71230 101,36195 1,0555540 1 0,500202138LichidHCl 0 0 0 0 0Apa11,59518 102,871324 3,573204 1 0,5Total11,59518 102,871324 3,573204 1 0,5Total12, 0664 104,233276 4,628759 2 1,0002021385) se intocmete diagrama de echilibru dup modelul de mai jos: Fig. 4.4. Diagrama de echilibru (schema)IEIREFaza Comp DEBIT CONCENTRAIIKmoli/h Kg/h m3/h x(y)x(y)GazHCl76, 7421 10624, 6086 10615,1023 10614, 3114 1014,31 610Aer0,0471102891,361487351,0552704740,9999856885 0,499996422Total0,0471109631,361512251,0552855761 0,500010732LichidHCl612, 046 1044, 39679 1042, 6983 1057, 5513 10 7,5507610Apa0,159518042,871328423,573204220,9999244857 0,49998112Total0,159530086 2,871768099 3,573474051 0,500056627Total0,206641049 4,233280349 4,6287596262 1,00006736524.3. Dimensionarea coloanei de absorbie4.3.1. Calculul diametrului coloanei de absorbieDiametrul coloanelor de absorbie cu umplutur se determin cu ecuaia debitului volumic de gaz care circul prin coloane:24V fDM v Mv = 3800 (3000) [m3/h] = 3800(3000)/3600 = 1,0555 [m3/s amestec gazos]unde: MV - debit volumic mediu de gaz [m3/h]D - diametrul interior al coloanei [m] Vf - viteza fictiv a gazului [m/s]Atunci cndconcentraiasolutului namestecul gazossupusabsobiei este mic, calculul diametrului coloanei se poate face cu debitul de gaz inert. Viteza fictiv a gazuluiprin coloan este limitat de fenomenulde inversie a fazelor sau nec. n acestcazgazul barboteazsubformdebulenfazalichidacumulatn spaiile libere din umplutur i prin urmare viteza procesului de absorbie este maxim, dar n acelai timp i consumul de energie pentru vehicularea gazului atinge valori nsemnate. Din aceast cauz se recomand s se lucreze cu o vitez fictiv optim a gazului care s-a stabilit pe cale experimental ca fiind 75...90% din viteza de nec:vf = (0,75...0,9)v (vom alege 0,8 v)unde: v - viteza de nec [m/s] Pentru calculul vitezei de nec se utilizeaza relaia Kafarov:0,1250,25 2 0,163lg 1, 75 g gl lv aLAg G | ` | `| ` . ,. ,. ,unde: a - suprafaa specific a umpluturii [m3/m3] - de exemplu pentru inele Raschig ceramic (n grmad) cu dimensiuni 35x35x4 a = 140 [m2/m3];eu am 10X10X1,5 => a= 440 g - acceleraia gravitaional = 9,81 [m/s2] - poziia stratului de umplutur = 0,7[m3/m3] l, g - densitatea lichidului i a gazului [kg/m3] l = apa = 1000[kg/m3]53 g = 1,2891 [kg/m3]1 1 + i ig HCl Aery yInlocdeformulademai joscurosunoi amcalculat densitateagazului cu formula de mai sus cea cu roz g =yi HCl + (1- yi) aer g= 1,56269,95410-6 + (1-269,95410-6)1,289 = 1,2891 [kg/m3]

l - vscozitatea dinamic a lichidului = apa = 1[cP] L, G - debitele masice de lichid i gaz [kg/s] L = 2,87132 [kg/s] G = 1,36195 [kg/s] A = 0,022 pentru umpluturi din inele sau spiralenlocuind toate mrimile n relaie obinem:0,25 0,1252 0,163140 1, 2891 1 2, 87123 1, 2891lg 0, 022 1, 759, 80, 77 1000 1, 36195 1000iv | ` | ` | ` . , . ,. ,lg(v2 0,040338) = - 0,89590 Aplicm proprietile logaritmilor i obinem: v = 1,7749Revenind la expresia vitezei fictive i cunoscnd viteza de nec:vf = 0,8 v = 0,8 1,7749 = 1,4199 [m/s]24V fDM v => 4 43800 0, 973[ ]2, 46833600 VfMD mv Grosimea peretelui este = 5...10 [mm]Vom considera = 8 [mm]= 0,08mDi = 0,973mDSTAS = D + 2 = 0,973 + 2 0,08 = 1,133 1,13[ ]m4.3.2. Calculul nlimii coloanei cu umpluturnlimea coloanelor cu umplutur se poate determina prin 3 metode:1) cu ajutorul nlimii echivalente a unei trepte teoretice de contact;2) n funcie de suprafaa de transfer de mas ;543) ca produsul dintre IUT i NUT. Metoda IConform acestei metode, nlimea umpluturii poate fi calculat cu relaia:Hu = nT IETTunde: nT - numrul treptelor teoretice de contact = 6,5 trepte; IETT - nlimea echivalent unei trepte teoretice. Numrul treptelor teoretice de contact se determin, de regul grafic. n acest scop se reprezint grafic linia de echilibru i linia de operare, dup cum se vede n fig.4.5. Din punctul N se duc paralele la abscisa i ordonata ntre cele dou linii rezultnd o linie frnt n trepte. Numrul de intersecii ale liniei n trepte cu linia de echilibru d numrul de trepte teoretice de contact. nlimea echivalent unei trepte teoretice de contact depindedemrimeai deformaumpluturii, geometriaaparatului, natura sistemului caresesepar, hidrodinamicafazelor i modul decontactare. IETTse determin pe cale experimental sau se poate calcula utiliznd ecuaii empirice. Fig.4.5. Determinarea grafic a numrului treptelor teoretice de contact.Pentru calculul lui IETT se poate utiliza ecuaia propus de Kafarov i Ditnerski:1,20,41200 [ ]fIETT ma v| ` . ,unde: - volumul liber al umpluturii = 0,7 [m3/m3] a - suprafaa specific a umpluturii = 200(440) [m2/m3] vf - viteza fictiv a fazei gazoase = 1,11822[m/s]55Deci: ( )1,20,40, 77 1200 0, 33[ ]1401, 4199IETT m| ` . ,IETT = 0,33 [m]Cunoscndi numrul treptelorteoreticedecontact (nT)i IETT, putemafla nlimea coloanei cu umplutura: Hu = nT IETT = 6,5 0,33 =2,1 [m]Nt- se det din grafic 1 22 + + + u cH H h h hSe adopta:10, 5 1 0, 8 h m21 1, 5 1, 2 h m1004 extcDh mmMetoda IIAceast metod utilizeaz ecuaiile transferului de mas:NA= KyAYmed = KxAXmed [kmol/s]unde: NA - fluxul de Hcl transferat din faza gazoas n faza lichid [kmol/s] Ky, Kx- coeficieniiglobalide transfer de masa raportaila faza gazoas i lichid [kmol/m2 s Pa]A - suprafaa de transfer de mas [m2] Ymed, Xmed - fore motrice medii globaleNA= 0,0433 [kmol/h] = -50,0433 1, 2027 10[ / ]3600kmolih 2[ ]A AY med medN NA mK Y KX X Pentru coloanele cu umplutur:A = Vu a , unde: - factor de udare ( = 0,85...0,95) ; vom alege =0,9 ; a - suprafaa specific a umpluturii = 222,91(440) [m2/m3] ;Vu - volumul umpluturii ;

24u uDV H 56Hu - nlimea umpluturii ;D - diametrul coloanei ;

A - suprafaa specific a umpluturii .2 21, 443822000, 94 4u uDA H a H 4.3.2.1. Calculul coeficienilor globali de transfer de masCoeficienii globali detransfer demasdepinddecoeficienii individuali i de panta medie a curbei de echilibru (m).211Yy xkmolHClKms m kmolHClk kkmolaer ] ] ] ]+ ] ]

211 1Xx ykmolHClKs m kmolHClk m kkmolapa ] ] ] ]+ ] ]m - panta medie a curbei de echilibru - se determin astfel:Fig.4.6. Determinarea pantei medii a curbei de echilibru (grafic)tg 1 = m1 = a1/b1 ;1 22m mm+

tg 2 = m2 = a2/b2 ; tg = m = a/b =16.5 105 -11105 / 6105 - 4105 = 2,75; kx, ky coeficienii individuali de transfer de mas - se determin cu ajutorulecuaiilor criteriale. Formula general a ecuaiilor este: Sh = c Rem Scnunde: Sh - criteriul Sherwood: ghAk lSD57 Sc- criteriul Schmidt: ( ) ( )gcg glSl Dl Re - criteriul Reynolds:ev lR unde: DA - coeficient de difuzie a HCl in ap[; vscozitatea [Pas] - densitatea [kg/m3]l - lungimea caracteristic [m]Pentru faza gazoas:Pentru calcululcoeficienilor individualide transfer de mas pentru faza gazoas, la coloanele cu umplutur formate din inele Raschigse recomand urmtoarea relaie: Sh = c Re0,8 Sc0,33 unde: Sh - criteriul Sherwood: ,gha gk dSD ; Re - criteriul Reynolds: 4gegqRa ; Sc - criteriul Schmidt: ,gcg a gSD ;g - densitatea fazei gazoase = 1,2891 [kg/m3] ;g - vscozitatea dinamic a fazei gazoase = 1,8 10-5[Pa s] ;V - volumul unui corp de umplere - n cazul nostru pentru inele 35x35x4(10X10X1,5) ca n fig. 4.7.;Da,g - coeficient de difuziune a HCl n aer = 13 10-6 [m2/s].Fig.4.7. Reprezentarea grafic a unui corp de umplere (inel cu dimensiunile 35x35x4)58( )2 24 p e iHV D D( )32 6 2 610 1010 10 7 104 pV3 6pVda suprafaa specific a umpluturii = 140(440) [m2/m3] ;qg debitul masic specific de gaz [kg/m2 s] .22 24 4 1, 3611, 35[ / ]1,133gGq kg m sD 54 1, 352142, 857140 1, 8 10eR 561, 8 101, 0741, 2891 13 10cS 262, 93 102253, 8413 10gh gkS k n continuare , vom determina criteriul Sh, dup care vom reveni in ecuaia de mai sus, pentru a-l afla pe kg.Sh = c Re0,8 Sc0,33Cunoscndc = 0,1...0,2, vom alege c = 0,18 i atunci: Sh = 0,18 2142,8570,8 1,0740,33 = 85,172 ;Sh = kg 2253,84 => kg = Sh/2253,84 = 85,172/2253,84 = 0,0377 [m/s] .230, 03771, 65 1022, 4g gy gg mkmoliHClks m kmoliHClk kM V kmoliaer ] ] ] ] ]Pentru faza lichidPentru faza lichid, se recomand urmtoarea ecuaie criterial :Sh = c Rem Scnn care: c, m, n - coeficieni experimentali i se iau din tabele:c = 0,013 ;59m = 0,50 ;n = 0,5 ; de unde: Sh = 0,013 Re0,5 Sc0,54lee lqRd n care: ql- debitul masic specific de lichid [kg/m2h] 22 24 42, 852,82[ / ]1,133lLq kg m sD L - debit de absorbant = 2,85 [kg/s] ; D - diametrul coloanei = 1,133 [m] ; de - diametrul echivalent = 1/a [m] ; de = 1/140(440) = 2,27 10-3 [m] ; l - vscozitatea dinamic a fazei lichide =10-3 [Pa s] . 33 34 42,821579 107,14 10 10lee lqRd 39,10569, 32998 1, 76 10 lcl a lSDn care: l - densitatea apei 998 [kg/m2] ;Da,l - coeficient de difuziune a HCl in ap = 1,76 10-9 [m2/s].

,lha lk lSDn care: Da,l - coeficient de difuziune a HCl n ap = 1,76 10-9 [m2/s];l - lungimea caracteristic, care se calculeaz cu relaia:

232lllg= 3 2532(10 )4, 67 10998 9.81 Revenind n formula lui Sh, vom avea: 5394, 67 1026, 534 101, 76 10lh lkS k kl - coeficient individual pe care urmrim s l aflm, ns trebuie s l aflm pe Sh ntii intorcndu-ne la ecuaia criterial Sh = c Rem Scn de la care am pornit, vom avea :Sh = 0,013 (1579103)0,78 569,320,5Sh = 389,7760 Odata ce l cunoatem pe Sh :Sh =26, 534 kl 310 => 2lk 1, 46 10 2x l 2998k=k 1, 46 10 0,80918llkmoliHCls m kmoliHCl Mkmoliapa ] ] ] ] ] ]3y31 1K= 1, 64 101 1 2, 751, 65 10 0, 809y xmk k + +3x31 1K= 4, 51 101 1 1 10, 809 2, 75 1, 65 10x yk m k + + 4.3.2.2. Calculul forei motrice Pentru a pune n eviden diferenele de potenial ale transferului de masa care intervine n cazul procesului de absorbie, se consider o coloan cu umplutur, care ntr-o seciune transversal oarecare, solutul A are concentraia n faza lichid X i n faza gazoas Y.Fig. 4.8. Fora motoare a procesului de absorbie ntr-oseciune transversal a coloanei Conform figurii 4.8., punctul M caracterizeaz compoziia real a celor dou faze ntr-o seciune oarecare a coloanei de absorbie, iar punctul N indic compoziia la interfa. Punctele P i R arat care este concentraia la echilibru din faza lichid 61corespunztoare concentraiei componentului A din faza gazoas. Din figura de mai sus rezult c diferenele de potenial pentru procesele de transfer individuale sunt Xi-X i Y-Yi, iar diferenele de potenial pentru transferul global raportate la faza lichid i gazoas sunt X*-X i respectiv Y-Y*. Dac pentru faza gazoas se utilizeaz presiuni pariale, diferena de potenial raportat la faza gazoas este p-p*. Prin urmare, se pot scrie ecuaiile urmtoare:NA = kg A (Y-Yi) ;NA = kl A (Xi-X) ;NA = Kg A (Y-Y*) ;NA = Kl A (X*-X) .Acesteecuaiipermitcalculeleconcentraieisoluieilainterfaaatunci cndse cunosc valorile pentru kg si kl. Deoarece diferena de potenial la transferul de mas n cazul absorbiei este variabil pe nlimea coloanei cu umplutur, n calculul suprafeei de transfer de mas se utilizeaz o diferen medie de potenial raportat la fazalichidsaugazoas. Aceastdiferendepotenial secalculeazcuunadin ecuaiile:

'fif imed XiXX XkmoliHClXkmoliaerdxX X ] ] ] ; 'fif imed YiYY YkmoliHClYkmoliaerdyY Y ] ] ];

*ifi fmed YYY YkmoliHClYkmoliaerdyY Y ] ] ] ; *fif imed XXX XkmoliHClXkmoliaerdxX X ] ] ] .

Integralele din primele dou ecuaii se rezolv pe cale grafic cnd linia de echlibru nu este dreapt. Rezolvarea grafic a acestor integrale presupune cunoaterea datelor de echilibru i a liniei de operare.62n cazul n care linia de echilibru este curb, se rezolv grafic din reprezentarea 1-(Y-Y*) funcie de Y, prin metoda trapezelor. Dacliniiledeoperarei echilibrusunt drepte, foramotoareaoperaiei de absorbie este dat de media logaritmic a diferenelor extreme de potenial.Pentru Xmed siYmed se utilizeaz ecuaiile:1 212lnmedY YYYY

1 212lnmedX XXXX n cazul n care raportul 12XXsau122YY, atunci Xmed iYmed se calculeaz cu media aritmetic a diferenelor extreme de potenialastfel:1 22medY YY + ;1 22medX XX + .Diferenele extreme de potenial rezult clar din urmtoarele reprezentri grafice:Fig. 4.9. Calculul diferenelor Y1 i Y 2 (a), respectiv X1 i X 2 (b)Y1 = 6,32 10-5Y2 = 1,43 10-5X1 = 2,25 10-5X2 = 0,7 10-56355(6, 32 1, 43) 103, 29 106, 32ln1, 43medkmolHClYkmolaer ] ] ] ;55(2, 25 0, 7) 101, 33 102, 25ln0, 7medkmolHClXkmolaer ] ] ] .Calculul nlimii umpluturiiSuprafaa de transfer de mas rezult din expresiile: NA= KyAYmed = KxAXmed. ;A AX med Y medN NAK X K Y ;523 51, 2020 10222, 91[ ]1, 64 10 3, 29 10Ay medNA mK Y .Pentru o coloan de absorbie cu umplutur constituit din corpuri de umplere de form definit expresia geometric a suprafeei de transfer de mas este:2

4uDA H a unde:- coeficientul de umezire al umpluturii (0 Ptotal = 2 1,4 + 2,96 + 20,3593 = 6,47 [kW/h]- 1 ventilator85Capitolul VI. CONTROLUL, AUTOMATIZAREA I REGLAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC Procesele continue se recomand a fi supuse reglrii automate deoarece:- consumul de materii prime i auxiliare este raional;- crete productivitatea muncii prin eliminarea timpilor mori;- utilajele lucreazcontinuu la sarcini ridicate ceea ce se reflect n creterea capacitii de producie;- crete calitatea produselor prin meninerea la valori optime a parametrilor de lucru;- scade numrul personalului de deservire (operatori);- se mbuntete att securitatea muncii ct i condiiile de munc.Automatizarea aplicat numai la cteva utilaje se numete automatizare parial. Prin opoziie, exist i automatizare complex care asigur funcionarea ntregii instalaii de fabricaie fr intervenia direct a omului. Stabilirea parametrilor ce trebuie msurai i reglai Pe baza analizei structurii procesului tehnologic se stabilesc parametrii i mrimile ceseimpunafi msurai i reglati, pentrucainstalaiasrspundapedeplin imperativelor funcionarii automate (calitate, cantitate, economicitate, etc.). Dup ce s-au stabilit parametri reglai se trece la poziionarea pe schema tehnologic a buclelor de reglare automat, cu precizarea parametrului reglat (debit, presiune, temperatur, concentraie, etc.). Pentru indicarea parametrului i a funciei aparatului se fac combinaii laterale n care prima liter reprezint parametrul msurat sau controlat, iar urmtoarele redau funcia aparatului. Simbolurile literale pentru unii parametri msurai sau reglai i funcia aparatului sunt date mai jos: Denumirea parametruluiSimbolul parametrului Concentraia..A Debitul ....F Nivelul .....L Presiunea....PTemperatura...TUmiditatea relativ.............Funcia aparatului Simbolul funcieiReglare..........................................................................CIndicare..........................................................................I Alarm (semnalizare).....................................................A nregistrare.....................................................................R86Contorizare .....................................................................QDe exemplu: debit - nregistrare (F - R) sau temperatur - alarm (T - A)Fiecare sistem de reglare automat presupune existena unuiagent de reglare (aburpentrunclzire, lichiddercireetc.)nmajoritateacazurilorprinmodificarea debitului agentului dereglare, parametrul reglat seaducelavaloareaprescris. n continuareseprezintcteunexempludereglareautomatpentruinstalaiilede separare a amestecurilor lichide i gazoase prin rectificare i respectiv absorbie, de concentrare a soluiilor de sruri prin evaporare i de uscare a produselor granulare.Reglarea automata a instalaiilor de absorbie n absorbie concentraia soluiei la ieire din absorbitor poate sa fie impus. Pentru acest caz debitulde absorbant trebuie s fie corelat cu debitulicompoziia amestecului gazosastfel nct continuusrezultenabsorbitor soluiecuaceeai concentraie.Corelarea menionat se face n aa fel numitul bloc de raport, care este legat de regulatoarele de debit a amestecului gazos i a a absorbantului. Semnalul deieiredinblocul deraport constituieintrareapentrucel de-al doilea regulator de debit. Semnalul de la traductorul de debit fixat pe alimentarea cu amestec gasos este trecut lablocul deraport K(BR), iar semnalul deieiredinblocconstituieintrarea pentru regulatorul de debit pentru absorbant. Astfel, debitul de absorbant, este meninut n raport K fa de debitul amestecului gazos i soluia rezultat are mereu aceeai concentraie.La vrful absorbitorului s-a prevzut reglarea automat a presiunii gazului, iar la baza lui, reglarea nivelului soluiei. Dac absorbitorul lucreaz la presiunea atmosferic nu se poate pune problema reglrii presiunii, iar dac concentraia soluiei la ieirea din absorbitor nu este impus n mod riguros se renun la blocul de raport.Dac partea superioar a coloanei lucreaz n regimde fracionare i la presiune, se regleaz temperatura i presiunea din aceast zon. Vasul separator se prevede cu dou sisteme de reglare automatapentru nivel (SRA-L) deoarece cnd SRA-L pentru ap nu funcioneaz corect, apare posibilitatea de a se pierde produs valorospeconductadescurgereaapei. Dacdesorberul nulucreaznregimde fracionaresepot comitereglriledelaparteasuperioaraacoloanei. nastfel de cazuri se poate prevedea o reglare numai a debitului de ap funcie de temperatura ei laieiredincondensator, astfel ncat condensareasafietotal, iar temperatura condensului cat mai sczut.Studentulva ntocmischema de reglare automat a acestor utilaje funcie de scopul urmrit nrealizareacumulatacelor douoperaii(absorbie-desorbie) de exemplu, recuperarea unui component al amestecului gasos, obinerea unei soluii de concentraie dat, evitarea polurii mediului nconjurtor etc.87Capitolul VII. PROTECIA MUNCII. MSURI PSIProtecia munciicuprinde totalitatea msurilor luate pentru a se asigura tuturor oamenilor condiii bune de munc i face parte integrant din procesul de munc. n industria chimic problema protecieimunciieste extrem de important deoarece pe lng factorii de periculozitate comuni cu alte ramuri industriale elementele mobile (periculoase) ale utilajelor, aciunea curentului electric, degajrii importante, zgomot i trepidaii intervin i numeroii factorii specificii industriei chimice,