Азот қышқылы өндірісі


Кіріспе
1. Технологиялық бөлімі
1.1 Өндіріс әдісін таңдау
1.2 Шикізаттың негізгі физика . химиялық қасиеттері,қосымша материалдар,катализаторлар,дайын өнім (олардың сапасының сипаттамалары мемлекеттік стандартпен келісілген.)
1.3 Қабылданған әдістің теориялық негізі
1.4 Түйіннің технологиялық сызбасының сипаттамасы
1.5 Құрал.жабдықтарды таңдау
1.6 Технологиялық процесстің автоматизациясы және өндірісті аналитикалық бақылау
1.7 Өндірістің қалдықтары, олардың қолданылуы
1.8 Еңбекті бақылау және өнеркәсіпті экология
2. Есептеу бөлімі
2.1 Алдын . ала есептеу
2.2 Материалдық тепе . теңдік
2.3 Жылулық есептеу
2.4 Конструкциялық есептеу
2.5 Шығын коэффициенттерін есептеу
Пайдаланған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
20-ғасырдың басына дейін HNO3 –ті табиғи натрий (чилийлік) селитрасынан алды.

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3 (1)

95-97% H2SO4 және 96% NaNO3 пайдаланып 96-98% HNO3 алады. Кейінірек үрдісті оның ұзақтығы мен температурасын төмендетіп,ваккум астында өткізетін болды.
20-ғасырдың басында (1906 ж) электрлік доға жалынында атмосфералық азоттың фиксация әдісі ұсынылды, азот қышқылының өндірісінде бұл әдіспен жасанды шикізат және үрдісті күрделі жабдықтау қажет етілмейді, бірақ электр энергиясының үлкен шығымы тұрғысынан бұл әдіс тиімді емес.
1913жылы элементарлы заттардан аммиак синтезі өндірісі игерілді және ол аз уақыт ішінде кең таралды. Осыдан кейін азот қышқылын аммиактан алу әдісі өңделді.
Ең алғашқы ауа қысымындағы схема бойынша жұмыс жасалатын азот қышқылының заводы жылына 8000 т өндіріп 1916 жылы Юзовте (СССР) құрылды. Бұл әдістің негізінде кокс газынан алынған аммиакты тотықтыру жатты. Әдісті орыс ғалымы Андреев ұсынды. Ол сонымен қатар платина торының катализаторын ұсынды, аммиактың торда тотығу процессін, азот оксидінің сумен абсорбциясын және аммиак селитрасын зерттеді.
Қазіргі кезде плазмалық технология бойынша азот оксидін алудың әртүрлі әдістері белгілі, бірақ олар өте электросыйымды. Электр энергиясының шығымын төмендету жұмысы жүргізіледі.
Қазіргі уақытта азот қышқылын өндірудің негізгі әдісі болып Андреев ұсынған әдіс табылады.
Азот қышқылын ауыл шаруашылығында (аммиак селитрасы,комплексті минералды тыңайтқыштар); жарылғыш заттар өндірісінде; бояғыштар мен басқада химикаттар өндірісінде; ракета отыны (азот оксиді және азот
Пайдаланған әдебиеттер

1) Дыбина П.В., Вишняк Ю.Л., Соловьева А.С. «Расчеты по технологии неорганических веществ» - М. Химия, 1987 г.
2) Мельников Е.Я. «Справочник азотчика» - М.: Химия, 1987 г.
3) Мельников Е.Я., Салтынова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. «Технология неорганических веществ и минеральных удобрений» - М.: Химия, 1983 г.
4) Шкатов Е.Ф., Шувалов В.В. «Основы автоматизации технологических процессов химических производств» - М.: Химия, 1988 г.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Көлемі: 22 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге




Азот қышқылының өндірісі
Кіріспе
1. Технологиялық бөлімі
1.1 Өндіріс әдісін таңдау
1.2 Шикізаттың негізгі физика - химиялық қасиеттері,қосымша материалдар,катализаторлар,дайын өнім (олардың сапасының сипаттамалары мемлекеттік стандартпен келісілген.)
1.3 Қабылданған әдістің теориялық негізі
1.4 Түйіннің технологиялық сызбасының сипаттамасы
1.5 Құрал-жабдықтарды таңдау
1.6 Технологиялық процесстің автоматизациясы және өндірісті аналитикалық бақылау
1.7 Өндірістің қалдықтары, олардың қолданылуы
1.8 Еңбекті бақылау және өнеркәсіпті экология
2. Есептеу бөлімі
2.1 Алдын - ала есептеу
2.2 Материалдық тепе - теңдік
2.3 Жылулық есептеу
2.4 Конструкциялық есептеу
2.5 Шығын коэффициенттерін есептеу
Пайдаланған әдебиеттер тізімі

Кіріспе
20-ғасырдың басына дейін HNO3 - ті табиғи натрий (чилийлік) селитрасынан алды.

NaNO3 + H2SO4 = NaHSO4 + HNO3 (1)

95-97% H2SO4 және 96% NaNO3 пайдаланып 96-98% HNO3 алады. Кейінірек үрдісті оның ұзақтығы мен температурасын төмендетіп,ваккум астында өткізетін болды.
20-ғасырдың басында (1906 ж) электрлік доға жалынында атмосфералық азоттың фиксация әдісі ұсынылды, азот қышқылының өндірісінде бұл әдіспен жасанды шикізат және үрдісті күрделі жабдықтау қажет етілмейді, бірақ электр энергиясының үлкен шығымы тұрғысынан бұл әдіс тиімді емес.
1913жылы элементарлы заттардан аммиак синтезі өндірісі игерілді және ол аз уақыт ішінде кең таралды. Осыдан кейін азот қышқылын аммиактан алу әдісі өңделді.
Ең алғашқы ауа қысымындағы схема бойынша жұмыс жасалатын азот қышқылының заводы жылына 8000 т өндіріп 1916 жылы Юзовте (СССР) құрылды. Бұл әдістің негізінде кокс газынан алынған аммиакты тотықтыру жатты. Әдісті орыс ғалымы Андреев ұсынды. Ол сонымен қатар платина торының катализаторын ұсынды, аммиактың торда тотығу процессін, азот оксидінің сумен абсорбциясын және аммиак селитрасын зерттеді.
Қазіргі кезде плазмалық технология бойынша азот оксидін алудың әртүрлі әдістері белгілі, бірақ олар өте электросыйымды. Электр энергиясының шығымын төмендету жұмысы жүргізіледі.
Қазіргі уақытта азот қышқылын өндірудің негізгі әдісі болып Андреев ұсынған әдіс табылады.
Азот қышқылын ауыл шаруашылығында (аммиак селитрасы,комплексті минералды тыңайтқыштар); жарылғыш заттар өндірісінде; бояғыштар мен басқада химикаттар өндірісінде; ракета отыны (азот оксиді және азот қышқылы) өндірісінде; жасанды жібек өндірісінде; дәрілік заттар препаратының өндірісінде; күкірт қышқылының өндірісінде қолданады.
Көлемі бойынша азот қышқылының өндірісі екінші орынды алады. Өнеркәсіпте алады:
1) Концентрлі емес азот қышқылы (45-60%)
2) Конценрлі азот қышқылы (90%)
Азот оксидінің сумен абсорбциясынан алынған концентрлі емес азот қышқылы аммиак селитрасының балқымасын, күрделі тыңайтқыштар алуда, концентрлі азот қышқылының өндірісінде металлды өңдеу процессінде тотықтырғыш ретінде қолданады. Қорытынды: ауыл шаруашылығында және азот қышқылы өндірісінде қажеттілігінің өсуімен байланысты оның өндірісі 20 ғасырда жоғарылады.

1. Технологиялық бөлім
1.1. Өндіріс әдісін таңдау

Азот қышқылын өндірісте азот оксидінің (концентрлі емес) абсорбциясы нәтижесінде аммиак қышқылын ауамен каталитикалық тотықтырып және 56-60% -ды азот қышқылы қатысында ортадан суды сіңіріп (күкірт қышқылы және магний нитратының балқымасы) айдау арқылы және тікелей синтездеу арқылы алады.
Өндірісті жүргізу жағдайына байланысты сызба түрлерін мынадай түрлерге бөледі:
1) 0,716 МПа қысымда жұмыс жүргізілетін сызба.
0,716 МПа қысымда жұмыс жасайтын азот қышқылы өндірісінің күштілігі сызба бойынша агрегаттар санымен анықталады. Бір агрегаттың күштілігі жылына 120 мың тоннаны құрайды (100% азот қышқылында). Азот оксидінің тотығуы екі сатылы катализаторда жүреді АПК-2 және Al2O3. Каталитикалық тазалаудан кейін қалған газдың құрамындағы азот оксиді 0,005% - дан (жалпы) көп емес. 0,716 МПа қысымда жұмыс жүргізілетін агрегаттар процессті басқаруға мүмкіндік беретін автоматты құрал-жабдықтармен жабдықталған. Бұл агрегаттар процесстің үлкен энергия дәрежесімен, жүргізу мобильділігімен, жұмысты жүргізу мен тоқтатумен, үлкен қуаттылығымен және азот оксидінің қалдық газдарын тазалау тиімділігімен сипатталады.
Процесстің НТР - і:
Аммиак құрамы, % (жалпы) - 9,7 -10,7
Температура,0С: АВС - 180 -230
Байланысуы - 890 - 910
Өнім қышқылдың концентрациясы, % (масс.) - 58 - 60
Сызба 1968 жылы жобаланды (№ 5 цех).
1) Ірітонналы агрегат АК - 72.
Сұйытылған азот қышқылының АК-72 агрегатындағы өндірісі комбинирлеу әдісімен іске асады: аммиактың тотығуы 0,42 МПа қысымда, азот оксидінің абсорбциясы 1,1МПа.
0,42 МПа қысымда аммиак конверсиясының үлкен дәрежесіне (97%) қол жеткіземіз және азот қышқылындағы платина шығымы 0,1-0,12 гт-дан көп емес. АК - 72 агрегатының ерекшелігі болып табиғи газдың көмегімен пайдаланатын газдардан азот оксидін жоғары температуралы каталитикалық тазалауда қолданылуы және қосымша суытусыз газды турбинаға ыстық пайдаланатын газдарды жіберуі жатады.
АК-72 агрегаты автоматталған. Барлық процессті бастау және іске асыру ЦПУ арқылы жүзеге асады.
АК - 72 агрегатының өнімділігі күніне 1150 т құрайды.
Процесстің НТР - і:
Өнім қышқылдың концентрациясы, % (масс.) - 58 - 60
Байланыс температурасы, 0С - 840- 880
Катализаторы - платиналық торлар.
1) Ірітонналы модернизацияланған агрегат АК - 72М.
АК - 72М агрегатының кемшіліктерін комлексті жоюға пайдаланатын газдарды жоғары температурада каталитикалық тазалау сызбасын қоспағанда АПК - 72 катализаторын қолдану ерекшелігі сирек металл ретінде қолданылатын - палладий арқылы қол жеткізілді, пайдаланатын газдар құрамында көміртегі атомы мен метан жоқ, бірақ 0,01% (жалпы) аммиак қосылады, энергошығымын 15% - ға төмендетеді, бірақ беріктілігін жоғарлату үшін және агрегат жұмысын тұрақтандыру үшін тоңазытқыш - конденсаторлар титаннан жасалады.
Аммиактың тотығу конверсия сатысын платина катализаторы және платиналы емес НК - 2У катализаторы қатысында жүргізеді. Азот оксидін селективті тазалау сатысында алюмомысцинкті катализатор АМЦ - 10 қолданылады.
Өнімділігі жылына 380000 т, саудалық азот қышқылының концентрациясы 60%.
Агрегат 1976 жылы жобаланды.
2) Абсорбция сатысында 0,35 - 0,4 МПа қысымдағы комбинирлеу сызбасы.
Жүйе қуаттылығы жылына 0,35-0,4 МПа - дан тұратын бірнеше агрегаттардан тұрады (100% азот қышқылына санағанда). Өнім қышқылының концентрациясы 47 - 50% (масса).
0,35-0,4 МПа - да жұмыс жүргізілетін агрегаттардың көп бөлігі аммиак тотықтықтырғыш ретінде қолданылатын ваннадий катализаторында азот оксидінен пайдаланатын газдарды селективті тазалауда құралдармен жабдықталған.
Аммиакты тотықтыру сатысында платина катализаторы, ал каталитикалық тазалау сатысында ванадийлі катализатор АВК - 10М қолданылады.
Басқа жүйелермен салыстырғанда бұл жүйе шамамен 40% шығынмен және сілтілі абсорбцияның жоқтығымен сипатталады. Жүйенің кемшіліктеріне электроэнергияның жоғары шығыны, агрегаттардың қуаттылығының аздығы және азот оксидінен пайдаланатын газдарды төменгі температурада каталитикалық тазалауда қолдануына байланысты аммиак шығымының көптігі жатады.
Процесстің НТР - і:
Байланыс аппараттарының алдында ауадағы механикалық қоспалардың құрамы, мгм3 - 0,007 - ден көп емес
АВС - дағы аммиак құрамы,% (жалпы) - 10,5 - 11,5
Температура, 0С: АВС - 67-75
Байланысы - 800 - 820
Аммиактың конверсия сатысы, % - 96,5 - 97,5
Өнім қышқылдың концентрациясы, % - 47 - 49
Қорытынды: 0,35 - 0,4 МПа қысымдағы абсорбция сатысындағы комбинирлеу сызбасы әдістің кемшіліктерімен және жоғары санды құндылығымен таңдалады.

1.2 Шикізаттың негізгі физика - химиялық қасиеттері және дайын өнім. Олар мемлекеттік стандартпен келісілген.
1.2.1 Негізгі шикізат

Аммиак: әдеттегі жағдайда өткір иісті түссіз газ, суда және басқа да еріткіштерді жақсы ериді, ауамен және оттегімен жарылғыш қоспа түзеді.
Химиялық формуласы - NH3
Молекулалық массасы - 17,03
Сұйық аммиак - 681
Газ тәріздес - 770
Балқу температурасы - 6500С
Қату температурасы - 77,750С
Катализаторсыз 10000С температурада ыдырайды, катализатормен 3000С-та.
Ауа: құрғақ ауа (%) N2 - 78.1; O2 - 21.0; Ar2 - 0.9 құрайды; су буы құрамы 0,1-2,8 % шамасында. Өндіріс орны аумағындағы ауа әртүрлі текті шаңмен сонымен қатар әртүрлі анорганикалық газдар компоненттерімен ластанған. Ауадағы шаң саны 0,5 - 1,0 мгм3 құрайды.

1.2.2 Дайын өнім
Азот қышқылы.
Физика - химиялық қасиеттері:
Химиялық формуласы - НNO3
Молекулалық массасы - 63,0
46 - 48 % азот қышқылының тығыздығы 200С температурада - 1,285 - 1,298 кгдм3
Қату температурасы - -21-19,50С
0,1МПа қысымда қату температурасы - 115-115,50С
Концентрлі емес азот қышқылы ОСТ 113-03-270-90 талабына сәйкес келуі керек.
Азот қышқылы көптеген азот қосылыстарын алу үшін қолданылатын бастапқы заттың бірі болып табылады. Оның 70 - 80 % - дейін минералды тыңайтқыштар алуда шығынға ұшырайды. Сонымен қатар азот қышқылы жарылғыш заттар алу кезінде, нитраттарды және басқада тұздар қатарын алуда; органикалық синтез өндірісінде; ракета техникасында әртүрлі процесстерде тотықтырғыш ретінде және ауыл шаруашылығы өндірісінде көптеген салаларда қолданылады.

1.3 Қабылдынған әдістің теориялық негізі
Концентрлі емес азот қышқылын аммиакты тотықтырып екі сатыда алады:
Бірінші сатысы - аммиакты тотықтырып азот оксидін (ІІ) алады
4NH3 + 5О2 = 4NO + 6Н2О + 904 кДж (2)
Екінші сатысы - азот оксидін (ІІ) жоғары оксидтерге тотықтырып және олардың сумен қышқыл түзіп әрекеттесуі
2NO + О2 = 2NO2 + 212,7 кДж (3)
3NО2 + Н2О = 2НNO3 + NO + 73,6 кДж (4)

Азот қышқылын алудың жалпы реакциясы мынандай теңдікпен көрсетілуі мүмкін:
NH3+ 2О2 = НNO3 + Н2О + 329,5 кДж
Концентрлі емес азот қышқылының өндірісі комбинирлену әдісімен іске асады: аммиактың тотығуы ауа қысымы қатысында жүреді, азот оксидінің абсорбциясы 0,35 МПа (3,5кгсм2) қысымда жүреді.
Тотығу кезінде ауа жұмсалғандықтан, реакция өнімінде үнемі азот болады.
Катализаторға қатысты және процесстің жүру жағдайына байланысты сол немесе басқада реакциялар болады. Соңғы өнімнің құрамы катализатордың тағайындалуымен анықталады. Процесс үшін катализатор болып келесі металлдар табылады: Pt, Pl, Cu, Ag, Ni, Au, Fe, W, Ti.
Платинаның қасиеті:
1) Платина реакция үшін едәуір белсенді, байланыс уақыты 1· 10-4 с - та 600-10000С температурада азот оксидінің (90% -дейін) жоғары шығымын береді.
2) Платина реакция инициациясында 195-2000С - ға тең болатын температураға ие болады.
3) Аммиак тотығуында платина балқымаларын ең жақсы катализатор ететін жоғары иілімділікке, созылмалылыққа ие.
Платинаның кемшіліктері:
1) Оның бейімділігі конверсия температурасында реакция қоспалары әсерінен бұзылуға әкеледі.
2) Удың көп мөлшерінің әсерінен ұшырағыш, сол себепті зерттелді және платина балқымасы әртүрлі металлдармен қолданылады.
Катализатор тор түрінде қолданылады. Бұл пішін эксплуатация үшін ыңғайлы, аздаған платиноидттарды салумен сипатталады және көбінесе эксплуатацияда қарапайым және ыңғайлы байланыс аппараттар түрін қолдануға рұқсат етеді. Торды дайындау үшін Д=0.06-0.09 мм сым қолданылады. Торкөздердің өлшемі 0,22 мм, торкөз саны 1 см2 - қа санағанда 1024.
Аммиактың NO - ға дейін тотығуы гетерогенді жүйеге сәйкес келеді. Тотығу реакциясының жылдамдығы ең алдымен катализатор бетінің О2 және NH3 диффузия жылдамдығына байланысты. Платиноидты катализатор бетіндегі аммиак диффузиясының жылдамдығы оттек диффузиясының жылдамдығына қарағанда төмен, сондықтан ол аммиактың NO - ға дейін тотығуының жылдамдығын анықтаушы болып табылады.
Тотығу жылдамдығы уақытқа қарағанда байланысқа, температураға, қысымға, NH3 : О2 қатынасына тәуелді.
Катализ аумағында АВС-тың болуымен уақыттың жоғарлауы, яғни газ ағымында жылдамдықтың азаюы элементтік азоттың түзілуіне әкеледі. Катализ аумағындағы газдық қоспаның болуымен уақыттың азаюы газдық жылдамдығы жағарлап нитроз газ ағынындағы аммиактың проскокына әкеледі.
Оксидтің диоксидке тотығу процессі нитроз газында болатын оттегімен іске асады.
2NO2 + O2--2NO2 + 112,3 кДж (5)
2NO2--N2O4 + 56,9 кДж (6)
NO2+ NO-- N2O3 + 40 кДж (7)
Екінші реакция тек сұйық фазада ғана жүреді, ал бірінші және үшінші реакция газды фазада. Барлық реакция экзотермиялық, қайтымды, катализаторсыз,көлемнің төмендеуімен жүреді.
Ле - Шателье принципі бойынша температураның жоғарлауы реакция тепе - теңдігін солға жылжытады, ол NO2 - нің шығымының төмендеуіне әкеледі. Бұл реакцияны жылдамдату үшін мақсатқа лайықты жоғары қысым, төмен температура, сонымен қатар NO мен O2 - нің жоғары концентрациясы қолданылады. Реакцияның жылдамдығы газ қоспасындағы NO және O2 концентрациясына пропорционал.
Абсорбцияға түсетін нитроз газдары NO2, N2O3 және NO - ны құрайды. NO - дан басқа барлық оксидтер азот қышқылын түзуде сумен әрекеттеседі. Азот қышқылын түзудің жалпы реакциясы келесі теңдік түрінде жазылады:
3NO2+H2O=2HNO3 + NO (8)
3N2O3 + H2O = 2HNO3 + 4NO (9)
Реакция экзотермиялық, қайтымды, гетерогенді, үздіксіз, газ көлемінің көбеюімен жүреді.
Азот оксидің су абсорбциясында толықтай азот қышқылына айналдыру мүмкін емес. Абсорбция мұнарасынан шығатын газдарда үнемі құрамы олардың сіңіру жағдайына тәуелді азот оксиді болады.
Азот оксидінің артық мөлшерінде азот қышқылының ыдырауы болады, сондықтан NO NO2 - ге толықтай айналу үшін қосымша оттегіні қажет етеді.
Температураның 100С - қа төмендеуі азот оксидінің сіңірілу жылдамдығын 2,5 есе жоғарлатады, ал NO - ның NO2 - ге дейін тотығу жылдамдығы 1,5 есе. Абсорбция температурасы 20-350С болу керектігі тәжірибелік дәлелденген.
Қысымның жоғарлауынан: оксидтердің сіңірілу жылдамдығы артады, бірақ азот қышқылының концентрациясы аздап артады; NO2 - нің азот қышқылында еруі жоғарлайды, ал бұл үлкен кемшілік болып табылады, сол себепті азот қышқылы абсорберден кейін NO2 - ні жойып, ауамен үрлейтін өнім мұнарасына түседі, ал қышқылды тазалау қоймада жүргізіледі.
Жылумен жүретін процесстерде жылу бір заттан екінші затқа беріледі. Осы заттардың біреуінің өздігінен ауысуы үшін екіншісіне қарағанда едәуір қызған болуы керек. Процессте жылу алмасу кезінде жылуды беретін жоғары температуралы зат ыстық жылу тасымалдаушы деп, ал жылуды қабылдайтын температурасы едәуір төмен зат суық жылу тасымалдаушы деп аталады. Жылу процессін жүргізудің екі негізгі әдісі бар:
1) Жылуды тура жанасу арқылы беру: жылу тасымалдаушылар әдетте бір-бірімен араласады, ол үнемі мүмкін бола бермейді; сол себепті бұл әдіс салыстырмалы түрде сирек қолданылады, дегенмен ол аппараттық жабдықтармен айтарлықтай жақсы жабдықталған.
2) Жылуды қабырға арқылы беру: жылу тасымалдаушылар араласпайды және олардың әрқайсысы бөлек канал бойынша жүреді; жылу тасымалдаушыларды бөлетін қабырғаның беті жылуды беру үшін қолданылады және жылу алмасудың беті деп аталады.
Жылу беру процессін дайын және дайын емес деп екіге бөледі.
Дайын (стационарлы) процессте аппараттың әр нүктесіндегі температура уақыт өтуіне байланысты өзгермейді. Дайые емес (стационарлы емес) процессте уақыт өткен сайын температура өзгереді. Бір денеден келесі денеге жылу беру ортақ жылу өткізгіш арқылы жүруі мүмкін, конвекция және сәуле беру.
Ысытатын агенттер: су буы (150-1700С), жоғары қайнайтын сұйықтықтар буы (150-1700С - жоғары), ыстық газдар (400-ден 700-10000С дейін), электр тоғы (1000-20000С).
Суытатын агенттер: ауа, су (45-500С), төмен температуралы агенттер (5-200С - төмен).

1.4 Түйіннің технологиялық сызбасының сипаттамасы

Аммиактың тотығуы үшін ауадан агрегаттар арқылы үздіксіз алынатын ауадағы оттегі қолданылады, мұржанын биіктігі 25 м, диаметрі 820х3 мм.
Ауаны механикалық ластанудан тазарту үшін бұтақты фильтр салынған аппарат қарастырылған. Бұтақты фильтр қол пішінінде орнатылған, жақтауда орнатылған саны 89 дана. Ауаны тазалаудан кейін ауа үрлеуші шығатын ауа құрамына кіретін сіңірушіге бағытталады. Аммиакты газбен үрлеуге түсірмес бұрын механикалық қоспалардан және майдан алдын ала тазалау маталы фильтрде (Ф) жүзеге асады. Әр фильтр жалпы корпуста жасалған 15 шақты фильтрлеуші секциядан тұрады. Фильтрлеуші материал қызметін мақта қағазды замш атқарады. Фильтрлеуден кейін аммиак ауамен араласатын жалпы коллекторға түседі. Газ үрлеушіден аммиак - ауалы қоспа шұқыр - утилизатордан (КУ) шығатын нитроз газының жылуының есебінен 60 сағат ішінде 7000С температураға дейін ысыйтын АВС ысытқышына түседі.
Ысытқыштан кейін (ЫК) аммиак - ауалы қоспа байланыс аппаратына (БА) түседі. Байланыс аппараты екі бөліктен тұрады: Картон фильтрімен үстіңгі бөлік және екі сатылы катализатормен төменгі бөлік.
Байланыс аппаратының жоғары бөлігінің фильтрі аммиак - ауалы қоспаны механикалық ластанудан тазалау қызметін атқарады. Картон фильтрі бес фильтрлі қалташадан тұрады, әр қалташа 56 картон сақинасынан құралған.
АВС ті катализаторға біркелкі беру үшін, фильтрден кейін газ таратушы торкөз орнатылған.
Аммиак - ауалы қоспа байланыс аппаратынан жоғарыдан төмен қарай өткен соң, платиноидты торкөзге және 8250 С температурада аммиактың тотығуы жүретін платиноидты емес КН - 2 катализаторына түседі.
Азот оксидінің шығымы тотыққан аммиак санымен салыстырғанда 96 % - дан кем болмау керек. Конверсия сатысының 96 % - дан төмендеуі жағдайында катализаторлы торкөз регенерацияға жатады. Катализаторлы торкөздің жұмыс істеу уақыты 7200 сағат. Платиноидты емес катализатордың жұмыс істеу уақыты 6 жылдан көп емес.
Аппараттың ішкі төменгі бөлігі отқа төзімді кірпіштерден тұрады.
Аммиактың тотығуы барысында түзілетін құрамында 11 % азот оксиді бар нитроз газдар байланыс аппартынан кейін байланыс аппаратының астында тікелей орналасқан котел - утилизаторға (КУ) түседі.
Котел - утилизатордың қоректенуі деаэрирлі судың әсерінен жүреді. Нитроз газының 8250 С температурадағы ағыны котел - утилизаторда өз жылуын деаэрирлі суға береді, осының әсерінен температурасы 4500С - тан көп емес және қысымы 3,9 МПа (39 кгссм2) - дан көп емес ысытылған бу пайда болады.
Нитроз газы 140 сағаттағы температурасы 2100С екі агрегатты котел - утилизатордан 100 сағатта 1100С дейін суытылатын АВС ысытқышына бағытталады және одан кейін газды жуғыш-суытқышына түседі.
Газды жуғыш - суытқышында 45 сағатта 600С температурада қайтымды суда және су буының бөлшектік конденсациясының 10 сағатта 15% концентрлі азот қышқылына айналуымен нитроз газының сууы жүзеге асады.
Азот қышқылының конденсаты өздігінен қорғаушы бакқа түседі және одан әрі буферлі бақа түседі. Буферлі бактан азот қышқылының конденсатының бөлігі аммиакты катализатор торының көмегімен түзетін нитроз газдарын аммиак тұздарынан жуу үшін насоспен жуғыш - суытқыштың жоғарғы қабатына беріледі. Азот қышқылының конденсатының негізгі бөлігі булы конденсатпен және тұзды сумен араласатын қышқыл конденсатты бакқа шайқалады, абсорбция мұнарасының қырықыншы бөлігіне суытқыш арқылы насоспен беріледі.
Қажет жағдайда азот қышқылының конденсаты буферлі бактан насоспен өңдеу үшін абсорбция мұнарасының 8,10 және 15 - бөлігіне беріледі.
Газды жуғыш - суытқышта келесі реакциялар жүреді:
2NO + О2 = 2NO2 + 212,7 кДж
2NO2 = N2О4 + 56,9 кДж
N2О4 + Н2О = НNO3 + НNO2 + 74,8 кДж
НNO2 + NH3 = NH4NO3 + 148,6 кДж
НNO2 + NH3 = NH4NO2 + 121,9 кДж

Су даярлаушы цехтан химиялық тазартылған су бірінші бөлімге түседі және деаэрацияға беріледі. Химиялық тазартылған су деаэрацияға тура түсуі және сепаратормен ысытылатын ысытқыш арқылы түсуі мүмкін.
Ысытқыштан кейін немесе тікелей өтуден кейін химиялық тазартылған су деаэрационды бағананың жоғары таратушы бөлігіне түседі.
Суда еріген оттегі және көміртегі оксиді одан ерекшеленеді және бу конденсирленетін бу бөлігімен бірге конденсаторға бағытталады және конденсат бакқа құйылады, ал газдар ауаға таралады.
Деаэрационды бағанадан кейін деаэрирлі және ысытылған су бу конденсаты берілетін деаэраторлы бакқа құйылады. Деаэраторлы бакта химиялық тазартылған судың қоспасы және бу конденсаты деаэрацияға қайтадан жіберіледі. Деаэрациядан кейін ауыз суы 102 сағатта 104 0С температурамен сорушы насосқа түседі және котел - утилизатрдың алдында орнатылған агрегатты ысытқышта ауыз суы екі коллектормен беріледі. Ысытқышта ауыз суы 1300С - дан кем емес температурада бумен ысытылады және фильтр арқылы қысыммен (40 сағатта 74 кгс см2) котел - утилизаторға түседі.
Котел - утилузаторда тік жүретін ауыз суы үнемді бірінші және екінші сатыда жүреді. Бумен булаушы қалташада концентрация көлемі 75 сағатта 88% болатын су булы эмульсия түзіледі.
Су булы эмульсия бумен булаушы қалташадан будың құрғауы жүретін екі паралелльді қабықша тәрізді орналасқан сепараторға бағытталады. Құрғақ қою бу 4500С - дан көп емес температурада ысытылатын бумен ысытушы котел - утилизаторға беріледі және 3,9 МПа - дан (39кгссм2) көп емес қысыммен ысытылған будың жалпы коллекторына беріледі. Ысытылған будың жалпы коллекторы оны жекелеген бөліктерге бөлетін арматурадан тұрады.
Коллектордан кейін бу редукционды - суытқыш - қондырғыға және редукционды қондырғыға беріледі. Буды суыты үшін қоспалы камера редукционды суытқыш қондырғы - 1 (РСҚ - 1) ге 102 сағатта 1040С температурада қоректендіруші насостан су беріледі.
Әр котел - утилизатордан және РСҚ - 1 ден шығатын буларға сақтаушы клапандар орнатылған.

1.5 Негізгі аппараттың конструкциясын таңдау

Жылу беру әдісі бойынша жылу алмастырғыш аппараттар келесідей түрлерге бөлінеді:
Беттік, екі жылу тасымалдаушыда қабырғамен бөлінген, сонымен қатар жылу осы қабырғалардың беті арқылы беріледі;
Регенеративті, мұнда жылу беру процессі ыстық жылу тасымалдаушыдан суық жылу тасымалдаушыға уақыт бойынша екіге бөлініп және ауыспалы ысытуда, жылу алмасушылар насадкаларын суыту арқылы жүреді;
Қоспалы, жылу алмасу жылу тасымалдаушылардың біркелкі емес жанасуы барысында жүреді.
Жылу алмастырушы аппараттардың қондырғысы.
Құбыры қапталған жылуалмастырғыштар соңында айналдыру жолымен арнайы құбырлық торкөздермен бекітілген құбырдың шоқшасынан (пучка), дәнекерлеушіден (сварка), пайкадан және кей кездері сальниктерден тұрады. Құбырдың шоқшасы жалпы қаптаманың ішінде орналасқан, сонымен қатар жылу тасымалдаушылардың біреуі құбыр арқылы қозғалады, ал екіншісі құбыр мен шоқшаның арасындағы кеңістікте (құбыраралық).
Құбыры қапталған жылуалмастырғыштардың артықшылықтары: тұтастығы, металл шығымының аздығы, құбыр ішін тазалау жеңілдігі (U - тәріздес құбырлы жылуалмастырғыштарды қосқанда).
Осы жылуалмастырғыштардың кемшіліктері: жылу тасымалдаушыларды үлкен жылдамдықпен жіберу қиындығы, құбыраралық кеңістікті тазалау қиындығы және оны бақылау мен жөндеуге мүмкіндіктің аздығы, материалдардан дайындау қиындығы, айналдыруға және дәнекерлеуге (шойын, ферросилид және т.б.) мүмкіндік жоқ.
Құбыр құбырда жылу алмастырғыштары. Мұндай жылу алмастырғыштарға бір біріне элементтер орналасқан, соның ішінде әр элемент екі құбырдан тұрады: сыртқы құбыры үлкен диаметрлі және оның ішінде құбыр концентрлі орналасқан. Ішкі құбырда элементтер бір бірімен жүйелі қосылған; сыртқы құбырда бір бірімен осы секілді байланысқан. Тазалау мүмкіндігі үшін ішкі құбырды жиналған қалаштар көмегімен біріктіреді.
Бұл жылу алмастырғыштардың артықшылығы: екі жылу тасымалдағыштардыңда үлкен жылдамдықпен жоғары коэффициентті жылу бергіштігі, дайындалуының қарапайымдылығы.
Кемшіліктері: қолайсыздығы, сыртқы құбырға металл шығымының көптігі мен жоғары құндылығы, жылу алмасуға қатыспаушылығы; құбыраралық кеңістікті тазалау қиындығы.
Оратталған жылу алмастырғыштар. Оратталған жылу алмастырғышытар самалдықтардан, сыртқы сұйық жылу тасымалдаушыларды суарғыштардан (әдетте сумен) тұрады және көбінесе суытқыштар ретінде қолданылады. Самалдықтар бірінен кейін бірі орналасқан және бір бірімен жүйелі түрде дәнекерлеушімен немесе қалаштар көмегімен фланцпен байланысқан тікелей горизонтальді құбырмен толтырылған. Суаратын су үстіңгі құбырға беріледі, одан төменгі құбырға ағып өтеді және барлық құбырлардың бетімен ағып өткеннен кейін суытқыштың астында орнатылған поддонға жиналады.
Артықшылығы: суытқыш судың шығымының төмендігі; құрылысының қарапайымдылығы және арзандығы; тексеруге және құбырды тазалауға жеңілдігі.
Кемшіліктері: қолайсыздығы; судың қатты булануы; су ағынының шайқалуының сезімталдығы; су жетіспеушілігінде төменгі құбыр дымқылданбайды және жылу алмасуға айтарлықтай қатыспайды.
Тиелген жылу алмастырғыштар самалдықтардан, сұйық жылу тасымалдағыштармен толтырылған ыдыстан (сосуд) тұрады. Басқа жылу тасымалдағыш самалдықтың іші арқылы қозғалады. Бұл жылу тасымалдағыштың үлкен санында оған қажетті жылдамдық ретінде бірнеше параллельді секциялардан самалдықтар қолданылады.
Артықшылығы: дайындалуының қарапайыдылығы; жылу алмастырғыш бетінің тексеру және жөндеу үшін мүмкінділігі; сосудтағы сұйықтың үлкен көлемінде жүйені өзгертуге сезімталдығының аздығы.
Кемшіліктері: қолайсыздығы; сосудтағы сұйықтың қозғалысының ретсіздігі (белгіленбеген жылдамдық), нәтижесінде самалдықтардың сыртында жылу берілу жылу берілудің төменгі коэффициентінде бос конвекция жолымен жүреді; құбырдың ішін тазалау қиындығы.
Қорытынды: жоғарыда аталған артықшылықтарына және кемшіліктеріне байланысты қарастырылған жылу алмастырғыштар түрлерінен котел - утилизатор түріндегі тиелген жылу алмастырғыш таңдалынады.
Котел - утилизатор УС - 2,639 сепараторы түрінде 3,92 МПа қысымда және 440+-10 ˚С температурада энергиялық будан нитроз газының жылу утилизациясы үшін энергия өңдеуінде қолданылады. Байланыс аппаратының корпусында орналасқан (одан кейін нитроз газының температурасы 850 ден 3000С температураға дейін төмендійді) екі булаушы қалтадан, екі бумен ысытушыдан және қоректендіруші су 150 ден 2500С температураға дейін ысйтын, ал нитроз газының температурасы 200-2300С температураға дейін төмендейтін бір экономайзерден тұрады.
Биіктігі - ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Азот қышқылы
Азот қышқылының өндірісі
Күкірт қышқылы өндірісі
Фосфор қышқылы, оны алу әдістері. Азот тыңайтқышы және оның классификациясы
Азот
Азот тыңайтқышы және оның классификациясы. Нитрат аммоний өндірісі
Фосфор қышқылы
Күкірт.Күкірт қышқылы
Гумин қышқылы
Лимон қышқылы
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь