14.10.2023

Installazione industriale. Foto su: Installazione industriale. Automazione di impianti industriali


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La moderna produzione industriale, indipendentemente dall’industria, è caratterizzata da un alto grado di unificazione, meccanizzazione e automazione.

Gli impianti industriali possono essere classificati in diversi modi:

  • per tipo di industria: chimica, energetica, metallurgica, ecc.,
  • per importanza - principale e ausiliaria, per organizzazione del processo produttivo - continuo o periodico,
  • per ambito – universale e specializzato,
  • per tipo di processo: meccanico, idromeccanico, termico, chimico, trasferimento di massa,
  • per livello di automazione: unità automatiche, semiautomatiche e autoregolanti.

Una parte significativa delle installazioni industriali può essere considerata universale, cioè applicabile nella maggior parte dei settori, indipendentemente dal settore. Questi includono unità di refrigerazione, pompaggio, riscaldamento e sollevamento. La maggior parte dei processi tecnologici in diversi settori sono associati al riscaldamento, al raffreddamento e al trasferimento di massa e calore a distanza.

Per le industrie altamente specializzate, ad esempio nell'industria chimica, vengono utilizzate attrezzature specializzate - aeratori, crogioli, centrifughe, plasmatroni, scrubber, nella metallurgia - impianti per il riscaldamento a induzione, ecc.

Un'unità di ventilazione industriale è un esempio di organizzazione.

Qualsiasi processo tecnologico richiede energia, quindi qualsiasi installazione industriale è dotata di un'unità di potenza: elettrica, a combustibile solido o liquido. Inoltre, è necessario fornire le materie prime ad un impianto operativo e ritirare il prodotto finito, quindi qualsiasi installazione necessita di un modulo di trasporto per le operazioni di carico. Potrebbe trattarsi di un sistema di tubazioni se l'installazione tratta liquidi o gas, un trasportatore o un caricatore (per i solidi).

In alcuni casi, le installazioni industriali vengono eseguite in versione mobile, ad esempio sulla base di un camion o di un veicolo fuoristrada (ad esempio -).

Un componente obbligatorio di qualsiasi installazione industriale è un sistema di sicurezza che protegge le apparecchiature da guasti e incidenti (sensori, contatori, sistema antincendio) e il personale operativo da infortuni (ringhiere, recinzioni). La manutenzione e la riparazione di questi sistemi ausiliari spesso richiedono più tempo e risorse rispetto alla manutenzione dell'unità principale dell'impianto. Nelle industrie pericolose e nelle installazioni a ciclo continuo, tutti i sistemi ausiliari sono duplicati.

Pertanto, possiamo dire che un'installazione industriale è un complesso automatizzato costituito da un insieme di unità specializzate che garantisce la produzione industriale in un dato volume.

I requisiti principali per gli impianti industriali sono affidabilità, durata, efficienza, facilità d'uso e sicurezza.

Gli impianti industriali automatizzati vengono utilizzati attivamente nell'industria chimica.

Durante il funzionamento l'apparecchiatura è esposta a numerosi fattori: pressione, temperatura, corrosione e carichi meccanici; il campo d'azione di questi fattori può essere molto ampio. Per prevenire possibili guasti ed evitare interruzioni della produzione, per gli impianti industriali sono stabiliti periodi di ispezione ordinaria, manutenzione e riparazione.

Automazione di impianti industriali

I moderni software consentono di automatizzare processi produttivi anche molto complessi.

Le installazioni automatiche non richiedono l'intervento umano. Monitorano i parametri del processo tecnologico e interrompono il processo se i parametri superano i limiti specificati.

Le installazioni autoregolanti sono un tipo di macchina più intelligente che consente di tenere conto delle mutevoli condizioni e di regolare il funzionamento del sistema in base alla situazione.

Set di sensori e controller possono monitorare tutti i parametri operativi dell'installazione: temperatura, pressione, composizione chimica, condizione dei componenti e molto altro. La gamma di apparecchiature di monitoraggio viene costantemente migliorata e diventa più compatta.

I controller sono prodotti in molti paesi in tutto il mondo, da diversi produttori, quindi i loro prezzi sono bassi.

Per facilità d'uso, molti prodotti software forniscono la visualizzazione (anche voluminosa) dei processi che si verificano nell'installazione. Tale visualizzazione consente all'operatore di monitorare da remoto la situazione e rispondere rapidamente ai cambiamenti.

Impianti industriali per la purificazione dell'aria in produzione

Tale pulizia viene effettuata mediante appositi dispositivi di raccolta polveri ubicati presso i siti produttivi. Secondo la normativa vigente, la concentrazione di polvere corrisponde a non più di 0,15 mg/m3. Negli istituti legati alla produzione di medicinali, il contenuto di impurità tossiche non deve superare i 3 mg/m3. Deodorano anche le sostanze nocive.

La polvere negli impianti di produzione si forma durante il processo di fabbricazione di qualsiasi prodotto. Se viene prodotto o fuso l'alluminio, si forma una massa di coke, le cui particelle volano nell'aria. Esistono un numero infinito di tali industrie. Le persone che soggiornano in stanze senza ventilazione attrezzata e purificazione dell'aria subiscono gravi avvelenamenti.

Apparecchiature per la neutralizzazione delle polveri

La rimozione avviene principalmente attraverso filtri grossolani e fini realizzati a base di fibre, nonché filtri a carbone. Tutto dipende dalla nocività della pianta. La ventilazione deve essere installata sopra ciascun posto di lavoro, attraverso la quale la polvere del processo tecnologico viene diretta attraverso i condotti dell'aria verso dispositivi non filtranti:

  • ciclone;
  • camere di polvere;
  • camere rotanti.

I dispositivi di questo tipo sono dotati di un raccoglitore di polvere, che viene rimosso in luoghi appositamente designati dopo il riempimento. La sostituzione dei filtri in fibra e carbone avviene secondo le regole stabilite dall'impianto e le raccomandazioni dei produttori. Tutti i prodotti per questo processo hanno un dispositivo interno progettato per rimuovere diversi tipi di polvere.

Impianti di incenerimento dei rifiuti industriali

Stiamo parlando degli inceneritori di rifiuti: ogni giorno le persone producono una certa quantità di rifiuti, che ogni giorno si accumulano. I dati non sono più riutilizzabili, quindi i rifiuti solidi urbani devono essere smaltiti. A questo scopo vengono utilizzati diversi metodi, ma uno dei più vantaggiosi è.

Si ritiene che questo metodo per eliminare i rifiuti inutili possa ridurre il volume originale di tre volte, nonché liberare la popolazione dalle proprietà dannose, vale a dire: liquidi tossici, odori sgradevoli e proteggere gli animali, poiché l'aspetto attira l'attenzione e mette le loro vite in pericolo.

In precedenza, questo metodo veniva utilizzato solo per i volumi di produzione dello smaltimento dei rifiuti solidi, ma poi venivano realizzati forni speciali che consentivano di smaltire i rifiuti in modo domestico.

Gli inceneritori di rifiuti e i loro vantaggi

  1. Un modo ecologico per smaltire i rifiuti solidi non necessari;
  2. Efficienza. L'indicatore di produttività di questo metodo è molto più alto di quello di altri;
  3. Velocità. Grazie agli inceneritori di rifiuti lo smaltimento è veloce ed ecologico.

In quali gruppi sono suddivisi gli inceneritori di rifiuti?

Tutti gli inceneritori di rifiuti sono divisi in tre gruppi:

  1. Industriale - il cui scopo è finalizzato al riciclaggio dei rifiuti derivanti dalla produzione, ad esempio rifiuti sanitari, rifiuti serra, rifiuti zootecnici, rifiuti infiammabili e altri;
  2. Domestico – progettato per lo smaltimento dei rifiuti domestici. Questi inceneritori sono di piccole dimensioni e sembrano un normale forno. Questi inceneritori sono molto convenienti negli uffici e nei piccoli studi medici;
  3. Case di campagna: distruggere i rifiuti nei giardini e nelle aree private.

In cosa consiste e come funziona un impianto di incenerimento dei rifiuti industriali?

Una struttura completamente metallica per la combustione dei rifiuti, che contiene 4 unità, ognuna delle quali ha un proprio compito.

  1. La prima unità si occupa della distruzione dei rifiuti solidi. Sembra una camera cilindrica, in cui sono presenti 2 scomparti separati da una griglia e tubi cavi disposti lungo l'intera lunghezza della camera e responsabili dell'alimentazione dell'aria. In una metà avviene la combustione, nell'altra metà viene caricata la spazzatura, che durante la combustione di alcuni rifiuti secca. Inoltre, l'80% delle sostanze organiche costituenti, che inquinano l'atmosfera, evaporano e poi avviene la combustione spontanea. Per questo motivo, la combustione avviene continuamente durante il funzionamento del dispositivo, il che porta alla completa combustione dei rifiuti.
  2. La seconda unità è costituita da una colonna che neutralizza i gas rilasciati. Ciò accade a causa di reazioni termochimiche, ovvero quando l'aria entra nella colonna. Un gran numero di gas nocivi e minuscole particelle solide presenti nell'aria vengono neutralizzate.
  3. La terza unità è responsabile della separazione dei gas di scarico mediante un aspiratore di fumo. Di conseguenza, si formano particelle solide di fuliggine sedimentate, che sono carbonio puro (può essere chiamato fertilizzante).
  4. L'ultimo quarto nodo è il catalizzatore. In questa parte dell'inceneritore si verificano le reazioni redox dei gas che lo attraversano. Di conseguenza, si forma aria purificata, che viene rilasciata nell'atmosfera.

Oggi molte imprese industriali utilizzano un impianto di osmosi inversa industriale. Il metodo si basa su un fenomeno naturale. Si riferisce al metodo a membrana per rimuovere i contaminanti. Il metodo dell'osmosi inversa può risolvere completamente i problemi di depurazione in molti ambiti dell'attività umana. Un esempio è un sistema industriale di filtrazione dell'acqua ad osmosi inversa per caldaie, varie tecnologie, applicazioni alimentari e rimozione dei sali nell'acqua di mare. A volte i sistemi industriali sono chiamati impianti di desalinizzazione dell'acqua a membrana. Durante il processo di trattamento, il liquido viene completamente dissalato mediante osmosi inversa.

Uso della membrana

I sistemi ad osmosi inversa utilizzano una membrana con una struttura porosa.È costituito da un sottile strato di pellicola di un materiale composito con molti pori. Il loro spazio dovrebbe consentire il passaggio solo delle molecole d'acqua e la ritenzione delle impurità. Tipicamente negli impianti industriali viene utilizzato un diametro dei pori di 0,0001 micron. Affinché il processo di pulizia possa iniziare, è necessario fornire pressione osmotica, la forza con cui l'acqua viene fornita alla superficie della membrana, in modo che le molecole d'acqua possano passare attraverso i pori. La velocità di purificazione dell'acqua è direttamente proporzionale alla pressione osmotica, all'intervallo di temperatura dell'acqua e alla concentrazione di sale. Quindi, nell'osmosi a bassa pressione viene fornita una pressione di 6 atm e nell'osmosi ad alta pressione viene fornita una pressione di 15 atm. Le acque altamente salate, ad esempio l'acqua di mare, richiedono una pressione osmotica di esercizio compresa tra 45 e 80 atm.

In un sistema ad osmosi inversa l’acqua viene divisa in due flussi:

  • permeare o filtrare – acqua che ha subito la filtrazione;
  • salamoia o concentrato: acqua che entra nei sistemi di drenaggio o viene ulteriormente trattata.

Applicazioni dei sistemi industriali

Le installazioni industriali vengono selezionate in base alle condizioni operative. Inoltre, viene presa in considerazione la prestazione del sistema per garantire la purificazione di questo volume di acqua fornita. È meglio consultare gli specialisti su base individuale.

Prestare attenzione al numero di membrane, alle prestazioni della pompa, al grado di controllo, alla strumentazione e ad altri parametri di progettazione necessari. Il compito principale è ottenere il permeato richiesto e la sua produzione costante per un determinato tipo di oggetto.

Il complesso tiene conto della composizione iniziale e richiesta dell'acqua. Ad esempio, l’acqua dell’industria chimica viene prima sottoposta a purificazione meccanica e ionica, mentre l’acqua dell’industria agricola è soggetta a filtrazione meccanica, ossidazione aerobica e addolcimento dell’acqua.

L'unità è montata a parete o in un armadio antipolvere. Inoltre è possibile installare un disinfettatore UV e contenitori per la raccolta dell'acqua.

Dispositivo di installazione ad osmosi inversa

I filtri a due stadi per l'osmosi inversa sono importanti nell'industria. Il liquido da pulire viene alimentato alla prima membrana. Successivamente, il filtrato viene inviato alla seconda unità a membrana. L'acqua in uscita è completamente desalinizzata o desalinizzata profondamente. In alcune fasi viene utilizzato nell'industria elettronica e chimica.

Quando si sviluppa un impianto di purificazione ad osmosi inversa per scopi industriali, vengono rispettate le seguenti regole:

  • sono stabiliti la preparazione prioritaria dell'acqua e la progettazione del sistema ad osmosi inversa per una determinata composizione chimica dell'acqua, i requisiti per l'acqua purificata e le condizioni operative;
  • il sistema di depurazione dell'acqua ad osmosi inversa deve coprire integralmente il fabbisogno produttivo;
  • tutti i materiali e i componenti devono avere il certificato per l'utilizzo nell'industria alimentare;
  • sfruttare al massimo le tecnologie di risparmio energetico;
  • il controllo automatico deve essere effettuato secondo tre criteri: ciclogramma temporale, volume di acqua depurata, controllo manuale;
  • durante il funzionamento è necessario monitorare la pressione, la temperatura dell'acqua, il tempo di funzionamento, la composizione salina, il valore del pH e altri parametri;
  • prevedere la regolazione della concentrazione di microelementi nell'acqua filtrata, nonché il blocco in caso di disturbi nel funzionamento o nella qualità dell'acqua;
  • il valore prestazionale nominale deve essere mantenuto per tutta la vita utile a qualsiasi temperatura;
  • l'intervento tecnico deve descrivere dettagliatamente l'installazione e la messa in servizio dell'impianto, la sua manutenzione nel suo insieme e nelle singole parti.

L'installazione ad osmosi inversa si basa su un telaio di supporto. Non influisce solo sull'aspetto del sistema, ma è anche necessario per garantire rigidità e resistenza. Una corretta disposizione del sistema faciliterà l'installazione, l'uso e la manutenzione di tutte le apparecchiature. Tipicamente il telaio può essere regolato in altezza e spostato su ruote.

Sul telaio è installata una pompa centrifuga a più stadi, un'elettrovalvola, un pressostato e una valvola di ritegno per il lavaggio della membrana. Davanti al telaio sono montati un rotametro, un manometro, un quadro di controllo e una valvola regolabile.

Un filtro meccanico, un'elettrovalvola, un relè di protezione e una valvola di ritegno sono installati nella tubazione dell'acqua di alimentazione nella seguente sequenza.

All'uscita dell'acqua, la tubazione è dotata di una valvola di sicurezza e di un conduttimetro.

Gli impianti di osmosi inversa per uso industriale sono completamente attrezzati e installati direttamente nella rete idrica.

Tipologie di impianti industriali

Ci sono 3 opzioni di progettazione. La costruzione del gruppo membrana dipende dal rapporto tra l'acqua risultante e il concentrato.

Il primo tipo comprende installazioni a bassa produttività - fino a 5 metri cubi all'ora. Tutti gli elementi a membrana di questo tipo sono montati in un alloggiamento a pressione. In questo modo si ottiene la massima semplicità e il basso costo. Con una membrana l'installazione viene eseguita in verticale, con diverse in orizzontale.

La seconda tipologia è costituita da sistemi a medie prestazioni. Tutti gli elementi della membrana sono distribuiti su due alloggiamenti paralleli. La complessità del sistema è giustificata dalla grande produzione. Può purificare le acque del mare. Gli impianti sono disposti orizzontalmente con un numero pari di alloggiamenti.

La tipologia più difficile è la terza, che ha una grande produttività. Si distingue per la fornitura di concentrato a membrane aggiuntive al fine di garantire la massima resa consentita di acqua filtrata (fino al 75%), risparmio energetico, emissioni fognarie e costo dell'acqua risultante. Le membrane aggiuntive trasportano un carico maggiore, poiché il concentrato contiene più impurità. Per garantire un funzionamento uniforme, le membrane aggiuntive vengono pulite o rigenerate. Questo gruppo dispone di controlli e hardware sofisticati.

Il principio di funzionamento dell'osmosi industriale

La rimozione dei sali dall'acqua avviene attraverso il principio dell'osmosi inversa. L'acqua salata viene pompata attraverso una sottile membrana semipermeabile sotto una certa pressione. È necessario per il passaggio delle molecole d'acqua e la ritenzione degli ioni salini e degli oligoelementi.

Le prestazioni del sistema a membrana non sono pari alle prestazioni della pompa, ma sono molto inferiori. È influenzato dalla temperatura e dalla concentrazione delle impurità.

Vantaggi di un impianto ad osmosi inversa industriale

Se nella produzione vengono utilizzate tecnologie complesse o apparecchiature costose, il metodo dell'osmosi inversa è piuttosto rilevante.

Come accennato in precedenza, il sistema può essere integrato con una lampada UV, un mineralizzatore e altri dispositivi necessari.

Il liquido è purificato al 99% e non danneggerà il corpo umano o la produzione complessa.

Svantaggi di un sistema ad osmosi inversa

L'impianto è impotente contro la forma gassosa del cloro e di alcune sostanze organiche. Grazie alle molecole più piccole, erbicidi, cloro e altre sostanze passano liberamente attraverso i pori della membrana.

Oggi ci si interroga sui pericoli derivanti dall'utilizzo dell'acqua demineralizzata per gli alimenti.

All'uscita, il volume del permeante è solo un terzo del volume totale del liquido fornito.