Автор работы: Пользователь скрыл имя, 16 Декабря 2012 в 19:51, курсовая работа
Сірчана кислота є одним з основних продуктів хімічної промисловості і застосовується в різних галузях народного господарства. Істотна гідність сірчаної кислоти полягає в тому, що вона не димить, не має кольору і запаху, при кімнатній температурі знаходиться в рідкому стані і в концентрованому вигляді не діє на чорні метали. Основна ж особливість сірчаної кислоти полягає в тому, що вона належить до сильних кислот і є найдешевшою кислотою. Сірчана кислота знаходить різноманітне застосування в нафтовій, металургійній і інших галузях промисловості, вона широко використовується у виробництві різних солей і кислот, всіляких органічних продуктів, фарбників, димооутворюючих і вибухових речовин, а також застосовується як водовіднімаючий і осушуючий засоби, використовується в процесах нейтралізації, труять і багато інших, але особливо велика кількість сірчаної кислоти – понад 40% всієї продукції, що виробляється, – використовується у виробництві мінеральних добрив.
Визначення внутрішнього діамет
Приймаємо фіктивну швидкість газу в башті . Тоді площа внутрішнього перетину башти складе
де - об'єм газів, що поступають .
Діаметр башти знаходимо по формулі:
Визначаємо площу тепловіддачі. Приймаємо коефіцієнт тепловіддачі [2, с.230].
Тоді
,
де - кількість тепла, підмет передачі ;
- коефіцієнт тепловіддачі ;
- коэффиент перерахунку годинника в секунди;
- середня різниця температур .
Визначимо середню різницю температур [6, с.178]
Температурна схема процесу
|
|
||
|
|
Приймаємо, що площа тепловіддачі дорівнює площі насадки. Для розрахунку висоти башти розрахуємо площу і висоту кожного ряду насадки.
Насадка з керамічних кілець розмірами - основна в башті, але її укладають на крупніші кільця
Кільця
Висота двох рядів 0,3 м, об'єм 20,22·0,3=6 м3. Питома поверхня кілець загальна поверхня 240 м2.
Кільця
Висота двох рядів 0,24 м, об'єм 20,22·0,24=4,85 м3. Питома поверхня кілець загальна поверхня 242 м2.
Кільця
Висота двох рядів 0,2 м, об'єм 20,22·0,2=4,04 м3. Питома поверхня кілець загальна поверхня 242 м2.
Кільця
Висота двох рядів 0,16 м, об'єм 20,22·0,16=3,23 м3. Питома поверхня клец загальна поверхня 258 м2. Загальна площа теплопередачі восьми нижніх рядів кілець
Площа теплопередачі кілець мм дорівнює різниці між загальною поверхнею теплопередачі в башті і поверхнею нижніх рядів кілець.
21694,3 – 982 = 20712,3 м2
При питомій поверхні цих кілець обїем їх рівний 188 м3. Висота укладання складає . Враховуючи, що висота кільця 50 мм, а висота укладання кратна висоті кільця, тоді рядів буде
Загальна висота насадки з кілець
0,3+0,24+0,2+0,16+9=9,9Е10 м
Висота внутрішньої частини башти складається з підколосникової частини h1=2м, висоти колосників h2=0,4м, висоти насадки h3=10м і підпосадочного простору 2,5 м [5,с.231]
Знаходимо висоту башти
Н=10+2+0,4+2,5=15 м
Визначуваний діаметр штуцерів для входу газу в башту-конденсатор, для виходу газової суміші, для подачі кислоти на зрошування і для виходу кислоти з башти.
1. Газ в башту
де - секундний об'єм газу, що входить
2. Вихід газу з башти
Висоту штуцерів приймаємо 220 мм
3. Діаметр штуцера
для входу кислоти на
де - витрата зрошуючої кислоти
- щільність кислоти, що
4. Вихід кислоти
Висота штуцерів рівна 250 мм.
8 Розрахунок допоміжного устаткування
8.1 Збірники кислоти
Приймаємо місткість продукційного збірника кислоти , коефіцієнт заповнення к=0,75 [5, с.384]. Птребна кількість при 335 робочих днях в році складе
Приймаємо до установки одну ємність для продукційної збірки, 1 ємність для циркуляційної збірки і 1 ємність вже продукційного сховища кислоти.
8.2 Розрахунок насоса для подачі зрошуючої кислоти на башту-конденсатор.
Гідравлічний опір на І ділянці розрахуємо по формулі [4, с.19]
де - швидкісний натиск, Па;
- втрати тиску на тертя в трубопроводі і на подолання місцевих опорів, Па;
- витрати тиску на підйом кислоти вверх башти, Па.
Швидкісний натиск [4, с.19]
де - швидкість потоку в трубопроводі
- щільність кислоти, що
=1836 [4, табл. 1, с.483]
Швидкість потоку приймаємо рівною 1,5
Втрати тиску на тертя в трубопроводі і на подолання місцевих опорів [4, с.19]
де - коефіцієнт тертя ;
- довжина трубопроводу, м;
- діаметр трубопроводу, м;
- сума коефіцієнтів місцевих опорів.
Розраховуємо діаметр трубопроводу
де - витрата зрошуваної кислоти
Критерій Рейнольдса [4, с.15]
де - швидкість потоку ;
- діаметр, м;
- щільність кислоти, що
=1836 [4, табл. 1, с.483]
- в'язкість кислоти
При коефіцієнт тертя =0,0357
Для визначення що на трубопроводі є:
- 2 повороти на 90± =1,5;
- 1 коліно =2;
- 1 вхід =0,4;
- 1 вихід =0,55;
- 1 вентиль =1,04 [1, табл. ХІІІ, с.496]
Витрати тиску на підйом кислоти
де - висота підйому =14 м;
Опір ділянки
Потужність, споживана двигуном насоса [4, с.18]
де - ККД насоса
Вибираємо відцентровий насос типу 0Х6-25Г з наступною технічною характеристикою: подача 0,11 натиск 3,5 частота обертання 24 потужність електродвигуна 47 .
8.3 Вибір газодувки.
Вибираємо газодувку типу з наступною характеристикою: подача 0,8 натиск до 1000 потужність приводу до 22 .
8.4 Вибір вентилятора для подачі повітря в пекти для спалювання .
Вибираємо вентилятор відцентрового типу з наступною характеристикою: подача 5,28 натиск 1770 потужність приводу до 13 .
8.5 Вибір вентилятора для подачі повітря в контактний апарат. Вибираємо вентилятор відцентрового типу . Продуктивність 2,5 потужність електродвигуна .
Кількість насосів .
8.6 Насос для подачі на склад моногідрата.
Це відцентровий фарфоровий насос мазкі продуктивністю 10 . Марка електродвигуна потужність числом оборотів Кількість насосів .
8.7 Насос для подачі води зрошувальний неподильник.
Це насос мазкі продуктивністю 125 висота підйому 65 м, потужність числом оборотів
Висновок
При вивченні перспектив розвитку виробництва сірчаної кислоти важливо вирішити питання про раціональне використання сірководня, що виділяється при переробці нафти і очищенні природного газу. Сірководень можна переробляти або в сірчану кислоту безпосередньо на місці отримання або в сірку, яку транспортують на підприємства, розташовані поблизу споживачів .
Виробництво контактної сірчаної кислоти є крупнотоннвжным виробництвом. Питання правильного підбору технологічного устаткування, відповідності їх технічних характеристик вимогам технологічного регламенту набуває першорядне значення.
Переробка сірководня в сірчану кислоту здійснюється по методу мокрого каталізу, який оформлений на основі простій, добре освоєній схемі. Собівартість отримуваної при цьому кислоти вельми невисоко.
У роботі на підставі аналізу новітніх досягнень вибрано ефективне устаткування вже спалювання сірководня – піч-казан, устаткування на стадії контакту – чотиришаровий контвктный апарат з подачею повітря після 1.2.3 шаруючи, і відділення абсорбції – башта-конденсатор. Проте, можна було б застосувати башту подвійної конденсації, що позбавило б від електрофільтрів і заощадило електроенергію. Розраховано і вибрано допоміжне устаткування – насоси, вентилятори, газодувки.
Конструктивні розрахунки показали, що міцність і технічна характеристика башти-конденсатора відповідає вимогам, що пред'являються. Передбачені заходи по захисту устаткування від корозії – вибраний відповідний конструктивний матеріал. Забезпечені міцність і довговічність розрахункової конструкції башти-конденсатора. Забезпечені безпечні умови роботи устаткування за рахунок дотримання норм гермитизации і міцності всіх вузлів і з'єднань основного технологічного і допоміжного устаткування
Перелік посилань
Позин М.Е. и др. Расчеты технологии неорганических веществ. – Л.: Химия, 1977 – 496с. | |
Дыбина Н.В. и др. Расчеты по технологии неорганических веществ.- М.: Высшая школа, 1968 – 186 с. | |
Бесков С.Д. Технологические расчеты. – М.: Высшая школа, 1966 – 214с. | |
Павлов К.Ф. и др. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии – Л.: Химия, 1985. | |
Егоров А.Н. Общая химическая технолггия веществ – Л.: Химия, 1964 – 196с. | |
Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты – М.: Химия, 1983 – 272с. | |
Лещинский А.А., Такчинский А.Р. Основы конструирования и расчеты химической аппаратуры. Справочник – Л.: Машиностроение, 1970 – 311с. | |
Васильев Б.Т. и др. Технолгия серной кислоты. – М.: Химия, 1983 – 360с. | |
Амелин А.Г. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1983 – 360с. | |
Справочник сернокислотчика. Под ред. К Малинина. – М.: Химия, 1976 – 744с. |