Курсовая работа: Производство азотной кислоты
На выходе пара из каждого котла-утилизатора (КУ) и на
РОУ-1 установлены предохранительные клапаны.
Отделившаяся в сепараторах вода, называемая сепаратом, с
температурой 200 ÷ 2500С поступает в копилку. В копилке автоматически
поддерживается уровень сепарата, а излишки направляются в сепаратор непрерывной
продувки, где при снижении давления происходит вскипание сепарата и частичное
его превращение в пар. Пар вторичного вскипания давлением не более 0,7 МПа (7
кгс/см2) из сепаратора непрерывной продувки подается в деаэрационную колонну
(ДК). Неиспарившаяся вода направляется в подогреватель химочищенной воды (ПВ),
где отдает свое тепло химочищенной воде подаваемой на деаэрацию. Затем сепарат
направляется в баки-барботеры, где смешивается с охлаждающей водой и
сбрасывается в промливневую канализацию.
Во время работы котла-утилизатора поддерживается
соотношение "небаланса" пар: вода в пределах 12 ÷ 25%, это
значит, что 12 ÷ 25% воды поступающей в котел, должно непрерывно
сбрасываться через копилки в виде сепарата.
Деаэрированная вода из деаэраторных баков I и II по
отдельному трубопроводу с температурой 102 ÷ 1040С поступает в межтрубное
пространство подогревателя химочищенной воды. Охлажденная до температуры 60 ÷
900С, за счет химочищенной воды поступающей в трубное пространство
подогревателя, деаэрированная вода с давлением 0,03 ÷ 0,08 МПа (0,3 ÷
0,8 кгс/см2) поступает на всас подпиточных насосов, откуда с давлением 0,35 ÷
0,55 МПа (3,5 ÷ 5,5 кгс/см2) подается в теплофикационный коллектор на
подпитку системы теплофикации.
Подогретая в подогревателе (поз.99) химочищенная вода с
температурой от 60 до 800С поступает на деаэрацию.
Для подпитки системы теплофикации в количестве до 25
м3/час, деаэрированная вода с I и II коллекторов питательной воды давлением до
7,4
МПа (74 кгс/см2) и температурой 102 ÷ 1040С
поступает в теплообменник, где охлаждается химочищенной водой до температуры 60
÷ 900С. Подогретая химочищенная вода после теплообменника (ПВ)
направляется на деаэрацию.
Таблица 3 – Нормы технологического режима
Наименование стадий потоков реагентов, номер позиции |
Наименование технологических показателей |
температура |
давление |
прочие показатели |
1 |
2 |
3 |
4 |
Конверсия аммиака |
|
|
|
Аммиачно-воздушная смесь после подогревателя (ПА) |
65 - 900С |
90 - 300 мм вод. ст. |
Объемная концентрация аммиака в АВС 10-11,5% |
Окисление аммиака в контактном аппарате (КА) |
не более 8250 С |
не более 15 мм вод.ст. |
Степень конверсии аммиака не менее 96% |
Газообразный аммиак после фильтров (Ф) |
|
|
Масло не более 1 мг/м3
Железо не более 1 мг/м3
|
Охлаждение нитрозных газов в котле-утилизаторе (КУ) |
140 - 2100С |
|
|
Деаэрация питательной воды в деаэраторной колонне (ДК) |
102-1040С |
не более 0,05 МПа (0,5 кгс/см2) |
Массовая концентрация кислорода в воде после деаэрации не
более 0,03 мг/дм3 |
Деаэрационная вода поступающая на подпитку системы
теплофикации предприятия |
60 -900С |
0,3 - 0,7 МПа (0,3-7,0 кгс/см2) |
|
Использование тепла в котлах-утилизаторах (КУ): |
|
|
|
- насыщенный пар |
200-2500С |
не более 3,9 МПа (39,0 кгс/см2) |
|
- перегретый пар |
не более 4500С |
не более 3,9 МПа (39,0 кгс/см2) |
|
Охлажденные и промытые нитрозные газы после газовых
холодильников-промывателей (ХП) |
45 - 600С |
|
Массовая концентрация ионов хлора не более 15 мг/дм3
Массовая концентрация
|
1.5 Выбор оборудования
1.5.1 Выбор конструкции основного аппарата
По способу передачи тепла различают следующие типы
теплообменных аппаратов:
- поверхностные, в которых оба теплоносителя разделены
стенкой, причем тепло передается через поверхность этой стенки;
- регенеративные, в которых процесс передачи тепла от
горячего теплоносителя к холодному разделяется по времени на два периода и
происходит при переменном нагревании и охлаждении насадки теплообменника;
- смесительные, в которых теплообмен происходит при
непосредственном соприкосновении теплоносителей.
Устройства теплообменных аппаратов.
Кожухотрубчатые теплообменники состоят из пучка труб,
концы которых закреплены в специальных трубных решетках путем развальцовки,
сварки, пайки, а иногда на сальниках. Пучок труб расположен внутри общего
кожуха, причем один из теплоносителей движется по трубам, а другой – в
пространстве между кожухом и трубами (межтрубное пространство).
Достоинства кожухотрубчатых теплообменников:
компактность, небольшой расход металла, легкость отчиски труб изнутри (за
исключением теплообменников с U-образными трубами).
Недостатки таких теплообменников: трудность пропускания
теплоносителей с большими скоростями, трудность очистки межтрубного
пространства и малая доступность его для осмотра и ремонта, трудность
изготовления из материалов, не допускающих развальцовки и сварки (чугун,
ферросилид и др.).
Теплообменники «труба в трубе». Такие теплообменники
включают несколько расположенных друг над другом элементов, причем каждый
элемент состоит из двух труб: наружной трубы большого диаметра и концентрически
расположенной внутри нее трубы. Внутренние трубы элементов соединены друг с
другом последовательно; так же связаны между собой и наружные трубы. Для
возможности очистки внутренние трубы соединяют при помощи съемных калачей.
Преимущества этих теплообменников: высокий коэффициент
теплопередачи вследствие большой скорости обоих теплоносителей, простота
изготовления.
Недостатки: громоздкость, высокая стоимость ввиду
большого расхода металла на наружные трубы, не участвующие в теплообмене;
трудность очистки межтрубного пространства.
Оросительные теплообменники. Оросительные теплообменники
состоят из змеевиков, орошаемые снаружи жидким теплоносителем (обычно водой), и
применяются главным образом в качестве холодильников. Змеевики выполнены из
прямых горизонтальных труб, расположенных друг над другом и последовательно
соединенных между собой сваркой или на фланцах при помощи калачей. Орошающая
вода подается на верхнюю трубу, стекает с нее на нижележащую трубу и, пройдя
последовательно по поверхности всех труб, стекает в поддон, расположенный под
холодильником.
Достоинства: пониженный расход охлаждающей воды; простота
устройства и дешевизна; легкость осмотра и наружной очистки труб.
Недостатки: громоздкость; сильное испарение воды;
чувствительность к колебаниям подачи воды; при недостатке воды нижние трубы не
смачиваются и почти не участвуют в теплообмене.
Погружные теплообменники состоят из змеевиков, помещенных
в сосуд с жидким теплоносителем. Другой теплоноситель движется внутри
змеевиков. При большом количестве этого теплоносителя для сообщения ему
необходимой скорости применяют змеевики из нескольких параллельных секций.
Преимущества: простота изготовления; доступность
поверхности теплообмена для осмотра и ремонта; малая чувствительность к
изменениям режима вследствие наличия большого объема жидкости в сосуде.
Недостатки: громоздкость; неупорядоченное движение
(незначительная скорость) жидкости в сосуде, в результате чего теплоотдача
снаружи змеевиков происходит путем свободной конвекции с невысоким коэффициентом
теплоотдачи; трудность внутренней очистки труб.
Вывод: в связи с вышеперечисленными достоинствами и
недостатками рассмотренных видов теплообменников выбирается погружной
теплообменник типа котел утилизатор.
Котел-утилизатор прямоточный сепараторного типа УС-2,6/39
предназначен для утилизации тепла нитрозных газов с выработкой энергии энергетического
пара давлением 3,92 МПа и температурой 440±10 ˚С. Включает два
испарительных пакета, два пароперегревателя, размещенных в корпусах контактных
аппаратов (температура нитрозных газов после них понижается от 850 до 300˚С),
и один экономайзер, где питательная вода подогревается от 150 до 250 ˚С, а
температура нитрозных газов снижается до 200-230 ˚С.
Высота – 5750 мм
Диаметр – 2770 мм
Поверхность теплообмена – 368 м2
1.5.2 Характеристика оборудования
Контактный аппарат (КА) предназначен для окисления
аммиака до оксида азота. Состоит из 2-х частей: верхняя часть с картонным
фильтром, который служит для тонкой очистки АВС, нижняя часть с катализаторными
сетками – для окисления аммиака. Картонный фильтр состоит из 5-ти фильтровальных
пакетов, заключенных в цилиндрический корпус, и изготовлен из фильтровального
картона ФМП-1. нижняя часть – катализаторная сета из платинородиевопалладиевого
сплава и слой неплатинового железохромового катализатора.
Диаметр – 3020 мм
Высота – 4200 мм
Диаметр сеток – 2900 мм
Вес сеток – 6184-7260 г
Активная поверхность катализаторной сетки – 11м2
Содержание: платины – 92,5%
Родия – 3,5 %
Палладия – 4,0 %
Диаметр проволоки – 0,09 мм
Число сплетений – 1024 на см2
Аппарат для очистки воздуха (ОВ) предназначен для очистки
воздуха от механических загрязнений.
Поверхность фильтрации рукавных фильтров – 220 м2
Диаметр тарельчатого промывателя – 3000мм
Диаметр фильтра – 4000 мм
Высота – 11800 мм
Подогреватель АВС (ПА) предназначен для подогревания
аммиачно-воздушной смеси нитрозными газами.
Диаметр – 1100 мм
Высота – 4645 мм
Диаметр трубок – 38 х 2,5 мм
Поверхность теплопередачи – 190 м2
Газовый холодильник-промыватель (ХП) предназначен для
охлаждения и промывки нитрозного газа от аммонийных солей.
Д = 2800 мм;
Н = 5440 мм;
Fзмеевиков = 110 м2;
øтр. = 38х2,5 мм
Количество ситчатых тарелок – 3
Деаэрационная колонна (ДК) предназначена для деаэрации
смеси ХОВ и парового конденсата, поступающей на питание котлов-утилизаторов.
Д = 1100 мм;
Н = 2530 мм.
1.6 Автоматизация технологического процесса и
аналитический контроль производства
1.6.1 Автоматизация технологического процесса
Под автоматизацией понимают применение методов и средств
автоматики для управления производственным процессом.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|