Проект контактного отделения производства серной кислоты из элементарной серы мощностью 1515 тонн моногидрата в сутки
Характеристика производимой продукции предприятия. Характеристика сырья для получения серной кислоты. Материально-тепловой расчет контактного аппарата. Увеличение температуры при окислении двуокиси серы. Расчет контактного аппарата на ветровую нагрузку.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.10.2013 |
| Размер файла | 114,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. ВВЕДЕНИЕ
Производство серной кислоты отражает экономическое развитие страны. По разнообразию отраслей применения серная кислота занимает первое место среди важнейших продуктов химической промышленности. Её применяют почти во всех отраслях народного хозяйства: в химической и нефтяной, легкой и пищевой промышленности; в цветной металлургии, машиностроении, в сельском хозяйстве и пр. Основное количество серной кислоты в химической промышленности используется для производства минеральных удобрений, солей, пластических масс.
В настоящее время перед сернокислотной промышленностью стоит задача повышения единичной мощности агрегатов по производству этого продукта при одновременном решении экологических проблем. Повышение мощности энерготехнологических агрегатов, работающих на элементарной сере, позволяет добиться увеличения эффективности производства и снижения себестоимости продукта, а внедрение системы двойного контактирования с промежуточной адсорбцией и применение высокоактивных катализаторов позволило повысить степень окисления SO2 в SO3 от 97.5-98% до 99.7-99.9 % в результате чего примерно в 8 - 10 раз снизилось содержание диоксида серы в выхлопных газах. В перспективе внедрение систем с тройным контактированием, работающих под давлением 3 МПа.
Современные отечественные сернокислотные заводы по своему техническому уровню, экономической эффективности и экологическому совершенству не уступают лучшим зарубежным аналогам.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика производимой продукции
Серная кислота является одним из важнейших продуктов неорганического синтеза и имеет разнообразное применение в различных отраслях промышленности. Широкое применение H2SO4 связано, прежде всего с ее химическими свойствами. Серная кислота одна из самых активных неорганических кислот. Она применяется в производстве минеральных удобрений, солей, кислот, в органическом синтезе, нефтехимии, металлургии при травлении металлов и прочее.
Химический состав серной кислоты выражается формулой H2SO4.
Валентно-структурная формула серной кислоты:
Относительная молекулярная масса серной кислоты 98.08 у.е.
Серную кислоту следует рассматривать как соединение одной молекулы триоксида серы SO3 (ангидрид серной кислоты) с одной молекулой воды; безводная серная кислота содержит 81,63% SO3 и
18,37 % Н2О. Если в смеси на 1 моль SO3 приходится больше 1 моля Н2О, то такая смесь является водным раствором серной кислоты. Смесь, в которой на 1 моль SO3 приходится меньше 1 моля Н2О представляет собой раствор триоксида серы в серной кислоте и называется олеумом.
Состав водных растворов серной кислоты характеризуется массовой долей моногидрата H2SO4, состав олеума - содержанием общего или свободного серного ангидрида.
Выпускаемая цехом серная кислота и олеум должны соответствовать требованиям ГОСТ 2184-77. По физико-химическим показателям серная кислота должна соответствовать требованиям, представленным в таблице 2.1.
Таблица 2.1.
Требования к серной кислоте и олеуму.
|
№ |
Наименование показателя |
Норма |
|||||
|
Контактная |
Олеум |
||||||
|
Улучшеная |
Техническая |
Улучшеный |
Технический |
||||
|
1 сорт |
2 сорт |
Высшая категория качества |
1-ая категория качества |
||||
|
1 |
Массовая доля моногидрата H2SO4 |
92.5-94.0 |
Не менее 92.5 |
Не нормируется |
|||
|
2 |
Массовая доля свободного серного ангидрида (SO3) |
_ |
_ |
_ |
24 |
19 |
|
|
3 |
Массовая доля железа, Fe2O3,%, не более |
0.006 |
0.02 |
Не норм. |
0.006 |
Не норм |
|
|
4 |
Остаток после прокаливания,% ,не более |
002 |
0.05 |
Не норм |
0.02 |
Не норм |
|
|
5 |
Массовая доля оксидов азота,% не более |
0.00005 |
Не нормируется |
0.0002 |
Не норм |
||
|
6 |
Массовая доля мышьяка,% не более |
0.00008 |
Не нормируется |
0.00008 |
Не норм. |
||
|
7 |
Массовая доля хлористых соединен, % ,не более |
0.0001 |
Не нормируется |
Не нормируется |
|||
|
8 |
Массовая доля свинца,% не более |
0.001 |
Не нормируется |
0.0001 |
2.2 Характеристика сырья для получения серной кислоты
В проектируемом производстве сырьём для получения серной кислоты является элементарная сера. Это один из лучших видов сырья для производства серной кислоты. При её сжигании образуется газ с большим содержанием SO2 и кислорода, что особенно важно в производстве контактной серной кислоты. После сжигания серы не остается огарка, удаление которого связано с большими затратами. В самородной сере присутствует лишь небольшое количество мышьяка. Благодаря отсутствию примесей существенно упрощается схема производства, так как отпадает необходимость очистки обжигового газа от катализаторных ядов и пыли.
Атомный вес серы 32,064 у.е. При обычной температуре сера находится в твердом состоянии. Твердая сера существует в двух формах: ромбической и моноклинной. Свойства кристаллических модификаций серы приводятся в таблице 2.2.
Таблица 2.2.
Свойства кристаллических модификаций серы.
|
Свойства |
Ромбическая сера |
Моноклинная сера |
|
|
Плотность, кг/м3 |
2070 |
1960 |
|
|
Область устойчивости,оС |
> 95,9 |
95,6 - 119,3 |
|
|
Температура плавления, оС |
112,8 при быстром нагреве. |
119.3 |
|
|
Теплота плавления, кдж/кг |
39,4 |
45,3 |
Сера отличается малой теплопроводностью, плохо проводит электрический ток, практически нерастворима в воде. Плавление серы сопровождается увеличением ее объема примерно на 15%.
В промышленном масштабе серу получают из самородных руд или из отходящих газов цветной металлургии, газов, содержащих сероводород. Природная и газовая сера выпускаются в виде комовой и молотой серы и в зависимости от содержания примесей подразделяются на сорта.
Таблица 2.3.
Характеристика серы по сортам (ГОСТ 127-64)
|
Содержание,% |
Природная сера |
Газовая сера |
||||
|
1 сорт |
2 сорт |
3 сорт |
1 сорт |
2 сорт |
||
|
Сера, не менее |
99,9 |
99.5 |
98,6 |
99,8 |
98,8 |
|
|
Зола, не более |
0.05 |
0,2 |
0,5 |
0,1 |
0,5 |
|
|
Кислотность, в пересчете на H2SO4 |
0,005 |
0,005 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
|
|
Мышьяк, не более |
0,0005 |
0,0005 |
0,003 |
0,01 |
0.05 |
|
|
Органические вещества, не более |
0,06 |
0,3 |
0,8 |
- |
- |
2.3 Описание технологического процесса контактного отделения
Процесс получения серной кислоты из элементарной серы методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией триоксида серы состоит из следующих основных стадий:
* разгрузка и складирование комовой серы, плавление и фильтрация жидкой серы;
* осушка атмосферного воздуха концентрированной серной кислотой;
* сжигание расплавленной серы в атмосфере сухого воздуха:
S + O2 = SO2;
* утилизация теплоты реакции горения для выработки водяного пара;
* окисление диоксида серы в триоксид на ванадиевом катализаторе:
SO2 + O2 = SO3;
* абсорбция триоксида серы с получением продукционной кислоты и олеума:
SO3 + Н2О = Н2SO4;
* складирование и отгрузка кислоты.
В контактное отделение поступает газ, образующийся в результате сгорания серы. После печей сжигания серы обжиговый газ с температурой 970 - 1090 оС и концентрацией диоксида серы 9,5 ±0,5 % об. в количестве 110 - 160 тыс. нм3/ч поступает в котел - утилизатор для охлаждения. В результате утилизации тепла в котле - утилизаторе образуется перегретый водяной пар. Котел - утилизатор водотрубный с естественной циркуляцией, с одноступенчатой системой испарения имеет следующие характеристики:
- паропроизводительность 66 т/ч;
- рабочее давление и барабане 4.5 Мпа;
- давление пара на выходе из котла - утилизатора 4,5 МПа;
- температура перегрева пара 440 оС.
Газ после котла - утилизатора с температурой 390 - 444 оС поступает на I слой контактного аппарата. Для поддержания температуры газа перед I слоем контактной массы имеется байпасная линия, предназначенная для пропуска газа через часть котла утилизатора, минуя две его секции. На байпасной линии и газоходе после котла - утилизатора установлены поворотные регулирующие заслонки, изменением положения которых регулируются температура перед контактным аппаратом.
Окисление диоксида серы в триоксид является гетерогенным каталитическим процессом, протекающим с достаточной скоростью лишь на на твердом катализаторе.
В производственных условиях существенное значение имеет скорость реакции окисления диоксида серы в триоксид серы. От скорости реакции зависит количество диоксида серы, окисляющегося в единицу времени на единицу массы катализатора и, следовательно, расход катализатора, размеры контактного аппарата и другие показатели процесса контактирования. Известно, что скорость процесса контактирования непосредственно зависит от константы скорости реакции, которая в свою очередь, увеличивается с ростом температуры. Однако, с ростом температуры уменьшается степень контактирования, что снижает выход триоксида серы. Следовательно производительность катализатора зависит от двух причин на которые по разному влияет температура и естественно предположить существование оптимальной температуры. Но поскольку скорость окисления зависит также от состава газа, при различном составе газа оптимальные температуры неодинаковы.
Для данной контактной системы применяется метод двойного контактирования, сущность которого состоит в том, что после окисления части диоксида серы в триоксид, технологический газ выводят из контактного аппарата на абсорбцию образовавшегося SO3, а затем опять направляют на окисление оставшегося в газе SO2.
Двойное контактирование позволяет:
* повысить процент контактирования диоксида серы в триоксид до 99,5 % об. и обеспечить выбросы в атмосферу вредных веществ в пределах санитарных норм;
* увеличить скорость окисления SO2 в SO3 за счет увеличения соотношения SO2/SO3 путем абсорбции SO3 после третьего слоя катализатора, что сдвигает равновесие реакции окисления в сторону образования триоксида серы.
В производстве серной кислоты контактным методом окисление SO2 в SO3 в присутствии катализатора идет по реакции:
SO2 + 1/2О2 = SO3 + 96,14 кДж
Основными катализаторами окисления SO2 в SO3 авляются ванадиевые. Активным комплексом в ванадиевых контактных массах является соединение пятиокиси ванадия с пиросульфатом калия (V2O5·K2S2O7). Это соединение при температуре процесса контактирования находится в состоянии расплава на поверхности носителя.
Диоксид серы и кислород, сорбируемые в расплаве, взаимодействуют с пятиокисью ванадия при последовательном протекании следующих реакций:
V2O5 + SO2 = V2O4 + SO3
V2O4 + 1/2О2 = V2O5
С течением времени активность ванадиевой контактной массы снижается, поэтому для достижения максимальной степени контактирования постепенно повышают температуру газа на входе во все слои контактного аппарата.
Реакция окисления диоксида серы экзотермична. Тепловой эффект реакции достаточно точно можно вычислить при постоянном давлении в температурном интервале 400 - 700 оС по уравнению:
Q = (101,42 - 0,00926Т) кДж/моль ,
где Т - абсолютная температура, К.
Реакционный узел окисления SO2 в SO3 представляет собой цилиндрический аппарат, футерованный изнутри термоизоляционным кирпичом и изолированный снаружи минеральными матами. По центру контактного аппарата проходит опорная труба. Между трубой и корпусом аппарата на пяти слоях смонтированы радиальные балки на которых находятся чугунные колосники. На колосники укладываются перфорированные жаростойкие листы, на них насыпают слой керамической насадки высотой 50 мм. Поверх насадки насыпается контактная масса, а поверх массы снова слой керамической насадки высотой 50 мм. На первых трех слоях осуществляется первая ступень контактирования SO2 в SO3, на IV
и V слоях - вторая ступень контактирования.
На первом слое катализатора в контактном аппарате обычно окисляют не более 65% входящего SO2, в результате чего температура на выходе из слоя может подниматься выше 600 оС.
После первого слоя газ охлаждают в теплообменнике до 450 - 470 оС более холодным газом, поступающим из первой абсорбционной башни, и направляют на второй слой.
Во втором слое окисляют до 25 % SO2, входящего на первый слой. Температура газа после второго слоя повышается до 510 - 550 оС, охлаждение газа после второго слоя осуществляется в теплообменниках более холодным газом, поступающим также из первой абсорбционной башни.
После второго слоя газ, охлажденный до температуры 430 - 450 оС поступает на третий слой. На третьем слое контактной массы реагирует обычно около 8% SO2 от его количества, поступающего на первый слой. Температура газа возрастает примерно до 450 - 460 оС. После третьего слоя газ последовательно охлаждается в теплообменниках до температуры 210 ±15 оС и поступает в первую абсорбционную башню. После процесса абсорбции серного ангидрида, газ из первой абсорбционной башни с температурой 55 - 75 оС последовательно поступает в межтрубное пространство теплообменников для охлаждения конвертированного газа, в которых последовательно нагревается до температур 140 - 150 оС, 245-255 оС и 420±20 оС, а затем поступает на вторую ступень контактирования, на IV слой контактной массы. На IV слое реагирует большая часть от диоксида серы, содержащегося в газе или около 4 % от количества SO2 , поступающего на I слой. Температура газа повышается до 440 ± 20 оС . Охлаждение газа перед входом на V слой осуществляется сухим воздухом из сушильной башни. На V слой газ поступает с температурой 420±10оС. На V слое реагирует около 0,4 % от количества SO2, поступающего на контактирование.
Для регулирования температуры газа по слоям контактного аппарата предусмотрены байпасы для подачи газа, минуя теплообменник.
После V слоя газ охлаждается до температуры 180 - 200оС в экономайзере и поступает во вторую абсорбционную башню.
Для пуска контактного аппарата, подготовки контактной массы к работе предусмотрена пусковая установка, состоящая из пусковой топки и теплообменников.
2.4 Материально-тепловой расчет контактного аппарата
Рассчитаем контактный аппарат производительностью 1515 т/сут. моногидрата серной кислоты, работающий по схеме ДК/ДА с вариантом слоев 3+2 на газах от сжигания серы с содержанием 9,3 об. % SO2 при степени превращения 99,7%. Число рабочих дней в году - 320. Охлаждение газа после всех слоев в выносных теплообменниках. Катализатор: гранулированный ИК-1-6, верх I слоя - СВД. Характеристика катализаторов приведена в таблице 2.7.
Таблица 2.4.
Характеристики катализаторов для окисления SO2 в SO3.
|
Наименование |
ГОСТ или ТУ |
Показатели, обяза- тельные для проверки. |
Допустимые отклонения |
|
|
Катализатор СВД |
ТУ-6-08- -381 - 77 |
Массовая доля K2O5 |
Не менее 8 % |
|
|
Массовая доля V2O5 |
Не менее 7 % |
|||
|
Каталитическая активность: при 420 оС при 485 оС |
45 - 50 % не менее 84% |
|||
|
Крупность гранул |
4,5 мм |
|||
|
Диаметр гранул |
4,0 - 4,5 мм |
|||
|
Катализатор ИК-1-6 |
ТУ-113-08- -2-27- 82 |
Массовая доля K2O5 |
Не менее 10-12% |
|
|
Массовая доля V2O5 |
Не менее 6,5- 7,5 % |
|||
|
Каталитическая активность, при 420 оС при 485 оС |
42 - 50 % не менее 84% |
|||
|
Диаметр гранул |
4,5 - 4,5 мм |
Объем газа, поступавшего в контактный аппарат, принимаем по данным таблицы материального баланса 2.5. Используем методику расчета, приведенную в литературе [I стр. 199-222].
2.4.1 Расчет равновесных степеней превращения и оптимальных температур
Константа равновесия реакции окисления сернистого газа кислородом:
Равновесная степень превращения сернистого газа в серный ангидрид:
Из уравнения константы равновесия следует, что:
Подставляем полученное значение PSO2 в выражение для равновесной степени превращения:
При общем давлении смеси Р, начальном содержание SO2 «а» об. % и начальном содержании O2 «в» об. %, парциальное давление кислорода в равновесной газовой смеси составит:
Отсюда равновесная степень превращения:
Константа равновесия зависит от температуры. Эта зависимость может быть выражена в "СИ" уравнением:
lgKp =4905,5/T - 4,6455
серный кислота окисление сырье
Отсюда следует, что и равновесная степень превращения при данном составе газа также зависит от температуры. Так как в уравнении равновесной степени превращения эта степень входит и в выражение для правой части, то найти равновесную степень превращения можно только путем последовательных приближений. Определяем константы равновесия для температур от 425 до 610°С, сводя расчет в таблицу, где lgKp рассчитан по приведенной выше формуле.
Таблица 2.5
Зависимость константы равновесия окисления сернистого ангидрида от температуры.
|
Температура, оС |
Температура, К |
lgKp |
Kp |
|
|
425 |
698 |
1,8824 |
0,7628 |
|
|
440 |
713 |
1,7346 |
0,5428 |
|
|
450 |
723 |
I,6394 |
0,4359 |
|
|
475 |
748 |
I,4127 |
0,2586 |
|
|
500 |
773 |
1,2006 |
0,1587 |
|
|
525 |
798 |
1,0018 |
0,1004 |
|
|
550 |
823 |
2,815 |
0,0653 |
|
|
575 |
848 |
2,6393 |
0,0436 |
|
|
600 |
873 |
2,4736 |
0,0296 |
|
|
610 |
883 |
2,4100 |
0,0257 |
В первый слой поступает газ с температурой 425°С следующего состава:
Таблица 2.6.
Состав газа, поступающего в I слой
|
Компонент |
Расход, кг/ч |
Расход м3/ч |
% объемный |
% массовый |
|
|
SO2 |
39074,2 |
13335,8 |
9,3 |
19,1 |
|
|
O2 |
23644,8 |
16546,4 |
11,5 |
11,5 |
|
|
N2 |
142148,5 |
113718,8 |
79,2 |
69,4 |
|
|
Всего |
204867,5 |
143601,2 |
100 |
100 |
Определяем равновесную степень превращения ХР по формуле :
Расчет сводим в таблицу.
Таблица 2.7.
Расчет степени контактирования при различных температурах
|
Температура,оС |
Константа равновесия |
Принятая степень, контактирования |Хр пр |
Полученная степень контактирования Хр |
|
|
425 |
0,7623 |
0,98 |
0,985 |
|
|
450 |
0,4358 |
0,97 |
0,974 |
|
|
475 |
0,25В6 |
0,96 |
0,966 |
|
|
500 |
0,1587 |
0,95 |
0,952 |
|
|
525 |
0,1004 |
0,92 |
0,929 |
|
|
550 |
0,0653 |
0.87 |
0,874 |
|
|
575 |
0,0436 |
0,8 |
0,796 |
|
|
600 |
0,0298 |
0,73 |
0,729 |
|
|
610 |
0,0257 |
0,70 |
0,70 |
При расчете принято, что давление смеси газов Р=1*105 н/м2 , а объемные концентрацииSО2 и О2 взяты из таблицы состава газа, поступающего в контактный аппарат. Полученные данные по равновесной кривой превращения наносим на график Х-t (рис.2. 3.).
Оптимальная температура для каждой степени контактирования
Расчет оптимальной температуры сведем в таблицу
Таблица 2.8.
Расчет оптимальной температуры.
|
Хр |
Топт , К |
tопт , оС |
|
|
0,924 |
739 |
446 |
|
|
0,88 |
765 |
492 |
|
|
0,832 |
785 |
512 |
|
|
0,72 |
810 |
532 |
|
|
0,71 |
830 |
557 |
|
|
0,696 |
834 |
561 |
По полученным ранним для Хр и tопт строки график X=(t) (рис. ) На этот график наносим точку, соответствующую начальным условиям, т.е. t = 425°С и Х=0.
2.4.2 Определяем увеличение температуры при окислении двуокиси серы. Введем обозначения
Q - тепло, выделяющиеся при окислении двуокиси серы, кДж/час; mi - масса каждого газа в смеси, кг/ч; mSO2 - масса двуокиси серы, поступающей на окисление, кг/ч; q - удельная теплота окисления двуокиси серы, кДж/кг;
tк- температура nocле полного окисления, °С; tн - температура до окисления, oС; Ci -средняя теплоемкость газов в смеси, кДж/(кг*град); Х - степень контактирования.
Допускаем в первом приближении, что qi,mi,Ci не зависят от температуры и состава смеси, если их значение взять при средней температуре в аппарате приблизительно 500°С и степени контактирования 0,5. Получаем
и соответственно:
Интегрируя полученное выражение, имеем
Удельные теплоты окисления двуокиси серы при различных температурах
t, °С 400 450 500 550 600 650
q, кдж/кг 1486,6 1480,6 1474,0 1467,0 1460,6 1451,8
Таким образом при окислении I кг двуокиси серы при 500°С выделится 1474,0 кДж теплоты. Отсюда разность (tк - tн) равна дроби: числитель , знаменатель
В числовом выражении: числитель 1474 ·39074,77; знаменатель
1/2 39074,2 0,718 + I/2 39074,2 80,066/64,066 0,805 + [ 23644,8- 1/239074,2 ( 80,066/64,066 -1)] 0,972 + 142148,51,065
В итоге tk - tн = 283,2Х, т.е. при степени контактирования Х=0,5 температура приблизительно повысится на 283,2 0,5 = 141,6 С.
Теперь, зная, что газы в первой слой поступают с температурой 425°С, можно построить линию превращения в первом слое, если соединить точку t = 425°С и Х=0 с точкой t = 425+141,6 = 566,6 и Х=0,5 и продолжить эту линию до Х=1. При таком проведении линии адиабаты процесса конечная точка первого сдоя должна лежать между кривыми Хр - t и Х -tопт. На основании этих данных находим, что в первом слое степень контактирования 0,64 и температура 606oС. Аналогично рассуждая, считая, что теплоемкости компонентов и тепловой эффект реакции остаются прежними, приняв степени превращения во втором и третьем слое соответственно 0,88 и 0,95, а температуры газа на входе в слои 440 оС в каждый, можно построить диаграмму X=t для второго и третьего слоя катализатора, (рис. 2.2). Температура газа на выходе второго слоя будет равна 507 оС, а на выходе третьего слоя 458 оС.
Пользуясь таблицей материального баланса 2.5, определим повышение температуры в четвертом и пятом слоях после абсорбции большей части триоксида серы после третьего слоя. Принимаем степень контактирования по оставшемуся SO2 94% (90% в четвертом и 4% в пятом слое), получим общую степень контактирования:
Х = 0,95+(1 - 0,5)·0,94 = 0,997
= 1480,6·1953,8·0,9= 2603517 кДж
знаменатель примет вид:
1/2 · 1953,8 · 0,718 + I/2 · 1953,8 · 80,066/64,066 · 0,805+ [14364,7-
-1/2 ·1953,8· ( 80,066/64,066 -1)] · 0,972 + 142148,5·1,06 =165770,1кДж,
повышение температуры составит: Дt = 2603517/165770,1 = 15 оС.
Температура на выходе из четвертого слоя равна 445 оС.
В пятом слое повышение температуры составит примерно 1 градус.
2.4.3 Материальный и тепловой баланс первого слоя
Степень контактирования Х=0,64. Отсюда, количество двуокиси серы, окислившейся в серный ангидрид, будет:
Количество двуокиси серы в газе, уходящем из первого слоя:
Количество серного ангидрида, образовавшегося в слое
Количество кислорода, связывавшегося с двуокисью серы в серный ангидрид.
Количество кислорода, оставшегося в газе
Таблица 2.9.
Материальный баланс первого слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
кг |
% |
№ |
Статья расхода |
кг |
% |
|
|
Газ в аппарат |
Газ во II слой |
|||||||
|
1 |
Диоксид серы |
39074,2 |
19,0 |
1 |
Диоксид серы |
14066,7 |
6,9 |
|
|
2 |
Кислород |
23644,8 |
11,5 |
2 |
Кислород |
17400,4 |
8,5 |
|
|
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
|
|
4 |
Триоксид серы |
31251,9 |
15,1 |
|||||
|
Итого |
204867,5 |
100 |
Итого |
204867,5 |
100 |
Тепловой баланс первого слоя
Температура: на входе 425°С, температура на выходе 606°С
Приход теплоты
Теплота газов, поступавших в слой
Q1 =
Q1 =(39074,2·0,718+23664,8·0,972+142148,5·1,065) ·425=86039387 кДж/ч Теплота выделяющаяся при окислении SО2
Q2 =
где q - удельная теплота окисления SO2 при средней температуре в слое, tср = (425 + 606)/2 = 515 оС q = 1472 кДж/кг
Q2 = 1472х25007,5= 36811040 кДж/ч
Qпрх = Q1 + Q2 = 86039387 + 36811040 = 122850427 кДж/ч
Расход теплоты
Теплота, уносимая газом.
Q3 =(кДж/ч)
Q3 =(14066,7·0,738+31251,9·0,834+17400,4·0,972+
+142148,5·1,065)·606=122664862 кДж/ч
Потери теплоты в слое
Q4 = Qпрх - Q3 = 122850427 - 122664862 =185546 кДж/ч
Сводный тепловой баланс первого слоя приводится в таблице 2-10.
2.4.4 Материальный и тепловой баланс второго слоя
Степень контактирования Х2 =0,88. Отсюда, количество двуокиси серы, окислившейся в серный ангидрид, будет
Таблица 2-10
Тепловой баланс первого слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
КДж/ч |
% |
№ |
Статьи расхода |
КДж/ч |
% |
|
|
1 |
Теплота, вносимая с газами |
86039386 |
70 |
1 |
Теплота/ уносимая с газами |
122664862 |
99,85 |
|
|
2 |
Теплота реакции окисления |
36811040 |
30 |
2 |
Потери теплоты |
185546 |
0,15 |
|
|
Итого |
122850408 |
100 |
Итого |
122850408 |
100 |
Количество серного ангидрида, образовавшегося в слое
Количество двуокиси серы в газе, уходящем из второго слоя:
Количество серного ангидрида в газе, уходящем из второго слоя:
Количество кислорода, связывавшегося с двуокисью серы в серный ангидрид.
Количество кислорода, оставшегося в газе
Таблица 2.11.
Материальный баланс второго слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
кг |
% |
№ |
Статья расхода |
кг |
% |
|
|
Газ во II слой |
Газ в Ш слой |
|||||||
|
1 |
Диоксид серы |
14066,7 |
6,9 |
1 |
Диоксид серы |
4688,9 |
2,4 |
|
|
2 |
Кислород |
17400,4 |
8,5 |
2 |
Кислород |
15058,8 |
7,4 |
|
|
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
|
|
4 |
Триоксид серы |
31251,9 |
15,1 |
4 |
Триоксид серы |
42971,3 |
20,8 |
|
|
Итого |
204867,5 |
100 |
Итого |
204867,5 |
100 |
Тепловой баланс второго слоя
Температура: на входе 440°С, температура на выходе 507°С
Приход теплоты
Теплота газов, поступавших в слой
Q1 =
Q1 =(14066,7·0,719+17400,4·0,972+142148,5·1,063+31251,9·0,803) ·
·440 = 89404250 кДж/ч
Теплота, выделяющаяся при окислении SО2
Q2 =
где q - удельная теплота окисления SO2 при средней температуре в слое, tср = (440 + 506)/2 = 473 оС ; q = 1476 кДж/кг
Q2 = 1472х9377,8= 13841633 кДж/ч
Qпрх = Q1 + Q2 = 89404250 + 13841633 = 103245883 кДж/ч
Расход теплоты
Теплота, уносимая газом.
Q3 =(кДж/ч)
Q3 =(46889·0,722+42971,3·0,815+15058,8·0,972+
+142148,5·1,069)·506=103079046 кДж/ч
Потери теплоты в слое
Q4 = Qпрх - Q3 = 103245883 - 103079046 =166837 кДж/ч
2.4.5 Материальный и тепловой баланс третьего слоя
Степень контактирования Х2 =0,95. Отсюда, количество двуокиси серы, окислившейся в серный ангидрид, будет
Таблица 2-12
Тепловой баланс второго слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
КДж/ч |
% |
№ |
Статьи расхода |
КДж/ч |
% |
|
|
1 |
Теплота, вносимая с газами |
89404250 |
86,6 |
1 |
Теплота, уносимая с газами |
103079046 |
99,84 |
|
|
2 |
Теплота реакции окисления |
13841633 |
13,4 |
2 |
Потери теплоты |
166837 |
0,16 |
|
|
Итого |
103245883 |
100 |
Итого |
103245883 |
100 |
Количество серного ангидрида, образовавшегося в слое
Количество двуокиси серы в газе, уходящем из второго слоя:
Количество серного ангидрида в газе, уходящем из второго слоя:
Количество кислорода, связывавшегося с двуокисью серы в серный ангидрид.
Количество кислорода, оставшегося в газе
Таблица 2.13.
Материальный баланс третьего слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
кг |
% |
№ |
Статья расхода |
кг |
% |
|
|
Газ во II слой |
Газ в Ш слой |
|||||||
|
1 |
Диоксид серы |
4688,9 |
2,4 |
1 |
Диоксид серы |
1953,8 |
0,95 |
|
|
2 |
Кислород |
15058,8 |
7,4 |
2 |
Кислород |
14364,7 |
7,01 |
|
|
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
3 |
Азот |
142148,5 |
69,5 |
|
|
4 |
Триоксид серы |
42971,3 |
20,8 |
4 |
Триоксид серы |
46400,8 |
22,54 |
|
|
Итого |
204867,5 |
100 |
Итого |
204867,5 |
100 |
Тепловой баланс третьего слоя
Температура: на входе 440°С, температура на выходе 458°С
Приход теплоты
Теплота газов, поступавших в слой
Q1 =
Q1 =(4688,9·0,719+15058,8·0,972+142148,5·1,063+42971,3·0,803) ·
·440 = 89578892 кДж/ч
Теплота, выделяющаяся при окислении SО2
Q2 =
где q - удельная теплота окисления SO2 при средней температуре в слое, tср = (440 + 458)/2 = 409 оС ; q = 1480 кДж/кг
Q2 = 1480·2735,2= 4048096 кДж/ч
Qпрх = Q1 + Q2 = 89578892 + 4048096 =93626988 кДж/ч
Расход теплоты
Теплота, уносимая газом.
Q3 =(кДж/ч)
Q3 =(1953,8·0,72+46400,8·0,81+14364,7·0,97+
+142148,5·1,067)·458= кДж/ч
Потери теплоты в слое
Q4 = Qпрх - Q3 = 93626988 -93533923 =93065 кДж/ч
Таблица 2-14
Тепловой баланс третьего слоя
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
№ |
Статьи прихода |
КДж/ч |
% |
№ |
Статьи расхода |
КДж/ч |
% |
|
|
1 |
Теплота, вносимая с газами |
89578892 |
95,7 |
1 |
Теплота, уносимая с газами |
93533923 |
99,9 |
|
|
2 |
Теплота реакции окисления |
4048096 |
4,3 |
2 |
Потери теплоты |
93065 |
0,1 |
|
|
Итого |
93626988 |
100 |
Итого |
93626988 |
100 |
2.4.6 Материальный баланс четвертого и пятого слоев приведен в таблице 2.15
Тепловой расчет четвертого и пятого слоев не приводится ввиду незначительности тепловыделений в этих слоях.
2.5 Конструктивный расчет контактного аппарата
2.5.1 Расчет объёма катализатора
Объём катализатора для каждого слоя вычисляется отдельно по уравнению:
Vкат. = Сv0ф ,
где С - коэффициент запаса, принимаемый в зависимости от номера слоя [1,табл. IX-29], для первого слоя С = 4; v0 - объём газа , поступающего на данный слой, м3 при нормальных физических условиях; ф - время контактирования, с.
Время контактирования рассчитываем по уравнению Борескова - Иванова [ 1] :
,
где kc - константа скорости реакции; kр - константа равновесия; a,b,x - соответственно начальные концентрации SO2 и О2 и степень превращения
SO2 в SO3.
Рассчитаем объём катализатора для первого слоя. Разбиваем слой на участки и и находим значения времени контактирования по участкам. Результаты расчета заносим в таблицу 2.15.
Вычисляем:
Vкат = 4 ? (143947,7/3600) ? 0,59 = 94 м3
Принимаем предварительно диаметр аппарата 14 м. Тогда высота слоя катализатора составит:
hкат = Vкат/(0,785?D2) = 94/(0,875 ?142)= 0,62 м
Таблица 2.15
Расчет времени контактирования по участкам.
|
Участок |
Степень превращения |
Температура, оС |
Время контактиро-вания, секунды. |
|||
|
В начале |
В конце |
В начале |
В конце |
|||
|
1 |
0 |
0,1 |
425 |
458 |
0,23 |
|
|
2 |
0,1 |
0,2 |
458 |
486 |
0,16 |
|
|
3 |
0,3 |
0,4 |
486 |
526 |
0,10 |
|
|
4 |
0,4 |
0,5 |
526 |
568 |
0,06 |
|
|
5 |
0,5 |
0,64 |
568 |
606 |
0,04 |
|
|
Общее время контактирования = Уфi = 0,59 с |
2.5.2 Фиктивная скорость газовой смеси при рабочих условиях
где Vр- объёмный расход газа, м3/с при рабочих условиях: средняя температура газа в слое (245+606)/2 + 273 = 789 К; среднее избыточное давление 0,01 МПа.
м3/с
2.5.3 Гидравлическое сопротивление слоя катализатора
,
где с = плотность газовой смеси при средних параметрах в аппарате.
,
где Rсм = 8314/Мсм - средняя молекулярная масса газовой смеси; Мсм =У Мiri;
Мi и ri - соответственно мольные массы (кг/моль) и объёмные доли компонентов.
Rсм = 8314/31,7=262 Дж/(кгК)
Гидравлическое сопротивление первого слоя аппарата находится в допустимых пределах [1]. Диаметр аппарата пересчитывать не надо.
Остальные слои рассчитываются аналогично. Для возможности изменения порядка слоёв примем
3. Расчет контактного аппарата
3.1 Описание конструкции контактного аппарата
Контактный аппарат представляет собой цилиндрическую, стальную сварную емкость с конической крышкой и сферическими перегородками между слоями. Аппарат опирается на фундамент двумя опорами, одна из которых является основанием обечайки, другая - основанием центральной колонки. Центральная колонка воспринимает часть нагрузки от контактной массы и перегородок.
Аппарат пятислойный. Равномерное распределение газа по слою контактной массы обеспечивается специальными распределительными устройствами из перфорированного листа S = 3 мм.
Сборные конструкции под контактную массу выполнены следующим образом: к обечайке и центральной колонке привариваются опорные кольца. К ним же на консолях привариваются два промежуточных опорных кольца таврового сечения. На кольцах по трем концентрическим окружностям укладываются колосниковые сектора, сваренные из швеллера и полосы и закрытые перфорированным листом S = 4 мм. Лист приваривается к секторам так, чтобы перекрыть зазоры между ними.
Для увеличения жесткости конструкции, сектора по внешней и внутренней окружностям привариваются к опорным кольцам. Для предотвращения просыпания контактной массы по периферии слоя укладывается стальная сетка, а по колосникам - слой кварца.
Аппарат футерован. Внутренние элементы из углеродистой стали, соприкасающиеся с газами, покрыты алюминием методом электрометаллизации (д = 0,2 мм). Снаружи аппарат теплоизолирован.
Аппарат снабжен штуцерами и люками специального назначения.
3.2 Расчет толщины стенки обечайки
Допускаемое напряжение:
удоп = з·у* [8],
где з - поправочный коэффициент, з = 1; у* - нормативное допускаемое напряжение.
Нормативное допускаемое напряжение принимается минимальным из:
у* = уb/nB (МПа) или у* = ут/nт (МПа) ,
где nB и nт - коэффициенты запаса прочности по пределу прочности и пределу текучести (nB = 2,6; nт = 1,5).
Для стали марки ст 09Г2С ГОСТ 5520 - 62 имеем [7] :
у* = 470/2,6 = 180 МПа; у* = 330/1,5 = 220 МПа.
Определяем толщину стенки обечайки, работающей под внутренним давлением Рраб = 0,3 МПа:
[8]
по ГОСТу принимаем Sц = 12 мм.
Рг.и.=1,25Рраб.(МПа) ; Рг.и.=1,25·0,3 = 0,375 МПа ;
,
что не удовлетворяет условию Рдоп ?Рг.и.
Ввиду невыполнения условия увеличиваем толщину стенки до Sц = 15 мм.
что удовлетворяет условию Рдоп ?Рг.и.; 0,377 ? 0,775
3.3 Расчет толщины сферического днища
Высота днища Нд = 1750 мм.
у - коэффициент формы днища/ определяется по рис. 16.7 [6] ; у = 2,4
что удовлетворяет условию Рдоп ?Рг.и.; 0,67 ? 0,377
3.4 Расчет опорной трубы от действия осевой сжимающей силы
Номинальная расчетная толщина стенки трубы S'(м) при l > 5D (27,4>5·2,6 = 13 м):
где Р - расчетная осевая сжимающая сила, МН; усд - допускаемое напряжение на сжатие, МПа; ц - коэффициент уменьшения допускаемого напряжения при продольном изгибе. Для стальных обечаек определяют по графику [6, рис.15.9]
ц = f(л); л= 2,82 LП/D,
где LП приведенная расчетная длина центрально-сжатых элементов в зависимости от способа закрепления их концов. Определяется согласно графику [6, рис.15.7]:
LП= 27,4 ·2 =2l=54,8 м; л= 2,82 54,8/2,6; ц = 0,82.
Расчетная осевая сжимающая сила определяется по уравнению:
Р = рDусдS ц (МН);
усд = КС ·Еt ·(S - CK)/D , (МПа),
где КС - коэффициент, определяемый в зависимости от отношения D/2(S-CК), Кс=kc - коэффициент, определяемый по графику [6, рис.15.в]; kc = 0,11;
усд = 0,12 ·2·105·(0,015-0,001)/2,6 = 130 МПа.
Р = 3,14 ·2,6 ·130 ·0,015 ·0,82 = 13,86 МН
3.5 Расчет контактного аппарата на ветровую нагрузку
Материал аппарата сталь ст 09Г2С, Е=2·10-5 МПа; уид = 180 МПа
Масса аппарата определяется, как:
mапп = mцил.корп.+ mштуц,+ mкрышки+ mкол.реш. + mсита + mфутер. + mр-ра + +mкаркаса + mкатализ.
mцил.корп. = Нц ·0,785(Dн2 - Dв2 )сст = 25,55 ·0,785(13,472 -13,442) ·7800 = =126296,1кг ( 1,263 МН.)
mкрышки = =3,14(13,473-13,443)7800/2·6=33271 кг (0,332МН)
mштуц, = (0,1 - 0,2) mапп = 0,15(0,3327+1,363) (0,23 МН)
mкол.реш = 5·31760 = 158800 кг (1,558МН)
mсита = 5·6840 = 34200 кг (0, 342 МН)
mфутер.= 575000 кг (5,75МН)
mр-ра = 175000 кг (1,75 МН)
mкаркаса = 75 000 кг (0,75 МH)
mкатализ. =184920 кг (1,849 МН)
Общий вес аппарата:
Gобщ, = 1,263 + 0,23 +0,332 + 1,588 + 0,342 + 5,75 + 1,75 + 0,75 + 1,849 = 13,86 МН
Средний диаметр корпуса аппарата:
Dср. = Dвн. + (S - Cк), (м); Dср. = 13,44. + (0,015 - 0,001) = 13,445 м;
Момент инерции поперечного сечения корпуса:
I = 3,14 ·13,4553(0,015 - 0,001)/8 = 13,4 м4.
Период собственных колебаний аппарата постоянного сечения
, (с),
где ц0 - угол поворота опорного сечения, ц0 = 1/(СфIф); Сф - коэффициент неравномерного сжатия грунта, Сф = 50 МН/м2; Iф - момент инерции подошвы фундамента относительно центральной оси, м4, Iф = 1,3 Iк , где Iк - момент инерции сечения фундаментного кольца аппарата.
Iк = 3,14 ·14,230,015 /8 = 16,8 м4.
Iф= 1,3 ·16,8=21,8 м4
ц0 = 1/(50 ·27.8) = 9,2 ·10-4
Поправочный коэффициент к нормативному скоростному напору для участков аппарата Н > 10, определим по графику [6, рис. 29.15]:
И = 1,55
Расчетный скоростной напор по участкам:
q1,2,3 = И q = 1,55·0,035·10-2 =0,542 МН/м2 [6,табл. 29.14].
Коэффициенты динамичности определяем по графику [6,рис. 29.16] для Т=3,3 с, е = 2,8; коэффициент пульсации скоростного напора находим из графика [6,рис. 29.17].
Для I участка m1 = 0,345;
Для II,III,IV участков m2 = 0,35;
Коэффициент увеличения скоростного напора :
вi = 1 + еimi
в1 = 1 + 2,8·0,345 = 1,966;
в2-4 = 1 + 2,8·0,35 = 1,98;
Определим силу от ветровой нагрузки, действующей на каждый из участков аппарата:
Pi = 0,6· вi ·qi ·Di ·hi (MH)
P1 = 0,6· 1,966 ·0,0542 ·10-2 ·13,44·6,4 = 0,055 MH;
P2 = 0,6· 1,998 ·0,0542 ·10-2 ·13,44·7 = 0,061 MH;
P3 = P2 = 0,061 MH;
P4 = 0,6· 1,998 ·0,035 ·10-2 ·13,44·7 = 0,039 MH.
Определяем изгибающий момент от ветровой нагрузки на аппарат относительно его основания (без учета площадок):
, (МН ·м)
0,055 ·24,2 = 1,331 МН ·м;
0,061 ·17,5 = 1,07 МН ·м;
0,061 ·10,5 = 0,64 МН ·м;
0,039 ·3,5 = 0,14 МН ·м;
МН ·м
3.6 Расчет уголков, поддерживающих аппарат
Материал - сталь ст.3, [у] = 140 МПа [7].
Расчетная толщина ребра из условия прочности на изгиб и растяжение определяется по формуле:
S ?42P1/(1,1[у]D) , (м) [7],
где Р1- горизонтальная сила, Р1 = К18 ·Qmax, где К18 - коэффициент [7]; Qmax=Gmax/z = 13,86/28 = 0,6 MH; z = 28 - число уголков.
Р1 = 0,15 ·0,6 = 0,09 МН.
S ?42 ·0,09/(1,1 · 140 ·13,47) = 0,0018 м (1,8 мм)
Принимаем S= 5 мм.
3.7 Расчет плоского круглого днища, нагруженного внутренним давлением
3.7.1 Толщина днища
где К - коэффициент, выбираемый по таблице 7.15[7]; K=0,5; K0 = 1; ц = 1.
S1 ? S1R + C = 0,274 + 0,001 = 0,275 м.
3.7.2 Допускаемое давление на плоское днище
4. Строительно-монтажная часть
4.1 Строительство установки по производству серной кислоты
намечено на территории «АО» Аммофос г. Череповец на свободной от застройки территории существующего химического комплекса. Строительство ее намечается на открытой площадке.
Исходные данные для проектирования.
Климатические характеристики.
Средняя температура пятидневки: летом +29 оС; зимой -36 °С
Средняя относительная влажность: самого жаркого месяца -61 %
самого холодного месяца -86 %.
Вес снегового покрова на I м горизонтальной поверхности -160 кг/м . Скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли - 27 м/с
Площадка разбита на участки размером 50Ч50 м. Оборудование устанавливается на фундамент, спроектированный для того типа оборудования, который применяется в подобных установках. На территории площадки имеются железнодорожные пути для подвоза серы в железнодорожных цистернах.
Стальные конструкции запроектированы в соответствии с правилами СН и П II-В-3-72 «Стальные конструкции». Для автоматической и полуавтоматической сварки конструкций следует использовать стальную проволоку по ГОСТ 2246-20, флюсы АН-248-А по ГОСТ 9087-69, для ручной сварки электроды типа Э-42. На высоких аппаратах имеются площадки обслуживания, выполненные в виде металлических конструкций, опоясывающих аппаратуру. Их каркас сваривается из прокатной угловой стали по ГОСТ 8509-72.
Исходные данные для проектирования.
Климатические характеристики.
Средняя температура пятидневки: летом +31 оС; зимой -36 °С
Средняя относительная влажность: самого жаркого месяца -61 %
самого холодного месяца -86 %.
Вес снегового покрова на I м горизонтальной поверхности -150 кг/м . Скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли - 27 м/с
Площадка разбита на участки размером 50Ч50 м. Оборудование устанавливается на фундамент, спроектированный для того типа оборудования, который применяется в подобных установках. На территории площадки имеются железнодорожные пути для подвоза серы в железнодорожных цистернах.
Стальные конструкции запроектированы в соответствии с правилами СН и П II-В-3-72 «Стальные конструкции». Для автоматической и полуавтоматической сварки конструкций следует использовать стальную проволоку по ГОСТ 2246-20, флюсы АН-248-А по ГОСТ 9087-69, для ручной сварки электроды типа Э-42. На высоких аппаратах имеются площадки обслуживания, выполненные в виде металлических конструкций, опоясывающих аппаратуру. Их каркас сваривается из прокатной угловой стали по ГОСТ 8509-72.
4.2 Монтаж контактного аппарата
Аппарат на заводе изготовителе должен пройти контрольную сборку с последующей маркировкой блоков и поставляется с приваренными приспособлениями для сборки, центровки и стяжки, с обработанными кромками под сварку с защитными уголками и приваренными деталями для крепления изоляции. Аппарат поставляется максимально укрупненными транспортабельными блоками, не требующими при монтаже никаких подгоночных и разметочных работ
Сварку вести по ГОСТ 5264-80 по контуру пролегания элементов катетом, равным наименьшей толщине свариваемых деталей.
Сварку СтЗ вести электродом Э-42 ГОСТ 9467-7&.
Сварку стали XI8HIOT вести электродом ЭА-18.
Сварку СтЗс XI8HIOT вести электродом ЭА-2.
До выполнения работ по футеровке и теплоизоляции контактного аппарата сварные швы должны быть испытаны в следующей последовательности:
а) после окончания сборки и сварочных работ контактный аппарат испытывают совместно с теплообменниками, всеми промежуточными газопроводами воздухом давлением 3000 мм.вод.ст. с применением мыльной эмульсии. Продолжительность испытания 8 часов, падение давления допускается до 2 %;
б) после окончания самого монтажа сварные швы проверяются двух кратной промазкой керосином с внутренней стороны аппарата и меловой побелкой с наружной стороны.
Обечайку покрасить лаком БТ-577 ГОСТ 5831-79 в слоя в соответствии со СНиП Ш 23-76 "Технология подготовки поверхности и нанесение покрытий".
Работы по футеровке производить в соетветствии со СНиП Ш 24-75. Футеровку производить с перевязкой швов, оставив температурные швы по вертикали, заполненные шнуровым асбестом с мертелем шамотным. Поверхности из углеродистой стали, соприкасающиеся с газами, покрыть алюминием методом электрометаллизации толщиной 0,2 мм.
Теплоизоляцию аппарата производить согласно альбому Министерства монтажных и специальных строительных работ "Детали тепловой изоляции промышленных объектов с положительными температурами" серия 2.400-4 выпуск 3 "Теплоизоляция промышленного оборудования". Изоляцию аппарата производить с переводкой швов. После покрытия аппарата первым слоем изоляции, все пустоты между матами забить минеральной ватой. По окончании изоляции второго слоя, все пустоты также забить минеральной ватой, кроме того, поверх третьего слоя изоляции положить слой д =20 мм асбоцементной штукатурки в теплом состоянии. После просушки штукатурки и заделки трещин навесить алюминиевый кожух.
4.4 Ремонт оборудования
Проведение ремонта оборудования в отделении производится согласно годовому графику ППР, утвержденного главным инженером в соответствии с инструкцией по сдаче оборудования в ремонт и приему его из ремонта № 747-100-09. Перед началом ремонта администрацией отделения составляется ведомость дефектная, которая согласовывается с главным механиком и утверждается главным инженером. В дефектную ведомость вносятся все ремонтные работы, без проведения которых работа оборудования на полную мощность невозможна.
При остановке оборудования на ремонт необходимо:
- отглушить его от входящих и выходящих коммуникаций;
- опорожнить и тщательно промыть водой;
- охладить до температуры не более +30°С;
- обесточить оборудование.
На пусковых кнопках должны быть вывешены плакаты "Невключать! Работают люди!".
Аппаратура должна быть принята в ремонт административным лицом, руководящим проведением ремонта.
Работы внутри аппаратов, емкостей и т.д. производятся в соответствии с требованиями инструкции № 752-Ю. Для работы выделяются не менее двух человек, один из которых должен находиться вне аппарата и следить за работой другого, находящегося внутри.
Продолжительность пребывания в аппарате должна быть не более 15 минут. Газоопасные работы выполняются только при наличии письменного наряда-допуска главного инженера с визой отдела техники безопасности и военизированного газоспасательного отряда и только в дневное время (за исключением аварийных).
Огневые работы производятся в соответствии с "Правилами пожарной безопасности по эксплуатации предприятий химической промышленности". Место проведения ремонтных работ должно быть обеспечено средствами пожаротушения.
Инструмент и механизмы, применяемые при такелажных работах, должны быть испытаны в соответствии с правилами устройства и безопасности эксплуатации кранов. Канаты, тросы, веревки и другие тяговые приспособления, должны обладать запасами прочности в соответствии с требованиями правил ГОСГОРГЕХНАДЗОРа.
После ремонта иди длительной остановки оборудования, оно должно бнть проверено путем внутреннего и внешнего осмотра, проверка наличия и исправности всех крышек, люков, надежность и правильность подключения коммуникаций.
Все работы по обслуживанию и ремонту оборудования на высоте должны производиться в соответствии с инструкцией X 752-18 "По технике безопасности при работе на высоте".
Ремонт контактного аппарата.
Время ремонта определяет техническое руководство предприятия в зависимости от условий обслуживания и эксплуатации. Периодический уход
заключается в проверке общего технического состояния аппарата, причём особое внимание следует обратить на плотность соединений. В случае образования мельчайших не плотностей необходимо подкрутить болты или поменять прокладку.
Ремонт заключается в смене элементов или подузлов аппарата, степень износа которых вызывает сомнение в надёжной работе, или же в смене повреждённых элементов.
Необходимость ремонта зависит прежде всего от ограниченной прочности элементов аппарата, которые имеют основное влияние на качество процесса (например: контактная масса, футеровка, антикоррозийное покрытие, уплотнения). Предусматривается, что капитальный ремонт не производится раньше, чем через 10 лет эксплуатации аппарата при условии его правильного обслуживания.
Литература
1. Справочник сернокислотчика / Под общей редакцией К.М. Малина.-М.:Химия, 1971.
2. Позин М.Е., Копылов Б.А. Расчеты по технологии неорганических веществ.: М.: Химия , 1966
3. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и рассчета химической аппаратуры. Справочник. Л.: Машиностроение, 1981.
4. Васильеав Б.Т., Отвагина М.И.- Технология серной кислоты.-М.: Химия ,1985
5. Амелин А.Г. Производство серной кислоты. М.: Химия, 1967
6. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов . Справочник.-Л.: Машиностроение, 1981
7. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. Примеры и задачи. /Под общ. ред. М.Ф. Михалева.- Л. Машиностроение, 1984
8. Миронов В.П., Фрякин Н.В. Расчет сосудов. Методические указания.- Иваново, ИХТИ, 1981
9. Козловский Э.А. Расчет вращающихся барабанных аппаратов. Методические указания.- Иваново, ИХТИ
10 Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.1-3.-М.:Машиностроение,1979
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выпаривание как процесс концентрирования растворов нелетучего вещества путем удаления жидкого летучего растворителя в виде пара, варианты реализации данного процесса и его обеспечение. Выбор конструкции аппарата, его критерии. Тепловые нагрузки корпусов.
курсовая работа [760,4 K], добавлен 03.06.2011Процесс концентрирования серной кислоты, описание технологической схемы и оборудования. Расчет материального и теплового баланса основного проектируемого аппарата, расчет вспомогательного аппарата. Расчет потребности сырья и численности рабочих.
дипломная работа [206,6 K], добавлен 20.10.2011Технологическая схема производства серной кислоты: краткое описание процесса, функциональная и операторная схема. Этапы сернокислого производства. Получение обжигового газа из серы. Контактное окисление диоксида серы. Материальный расчет, показатели.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 23.02.2015Серная кислота: физико-химические свойства и применение. Характеристика исходного сырья. Технологическая схема производства серной кислоты контактным способом. Расчет материального баланса процесса. Тепловой баланс печи обжига колчедана в кипящем слое.
курсовая работа [520,8 K], добавлен 10.06.2015Технологическая схема производства серной кислоты и ее описание. Предельно-допустимые концентрации газов, паров и пыли в производстве серной кислоты. Отходы производства и способы их утилизации. Конструкция олеумного и моногидратного абсорберов.
реферат [1,0 M], добавлен 23.12.2015Обзор технологических процессов плавления серы. Классификация серы, плавильные аппараты. Анализ процесса плавления серы, система контроля температуры расплава при транспортировке в отделение плавления цеха серной кислоты ОАО "Гомельский химический завод".
дипломная работа [1,8 M], добавлен 18.06.2013Основные стадии производственного процесса получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией. Автоматизация системы управления производством серной кислоты. Надежность подсистем процесса автоматического управления.
дипломная работа [261,2 K], добавлен 13.11.2011Кислота серная техническая и реактивная, способы ее хранения. Контактный и нитрозный способы производства серной кислоты. Организация работы участка фасовки и комплектации готовой продукции. Построение профиля производственной мощности и его анализ.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 26.05.2015Аналитический обзор технологии концентрирования серной кислоты. Модернизация концентрационной колонны, т. е увеличение числа абсорбционных ступеней и частичная автоматизация процесса. Материальные и тепловые расчеты. Экологическое обоснование проекта.
дипломная работа [212,9 K], добавлен 12.03.2011Виды и характеристика удобрений из отработанной серной кислоты. Эффективность азотных удобрений и пути ее повышения. Особенности фосфорных удобрений. Удобрение из осадков сточных вод. Процесс выделения алюминия и других металлов из зольной пыли.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 11.10.2010
