Күкіртті ангидритың контакттық аппаратында күкіртті түрінде тотығу процессін автоматтау жайлы
КІРІСПЕ
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Шығарылған газдар мен шикі заттың мінездемесі
1.2 Цехтің жалпы сұлбасы.
1.3 Күкіртті ангидридтің түйіскен бөлімінің тотығуының технологиялық процесін суреттеу
1.3.1 Тотығу процессінің физика.химиялық негіздері
1.3.2Тепе.теңділік деңгейінің айналымы
1.3.2Тепе.теңділік деңгейінің айналымы
1.3.3 SO2 SO3 тотығу реакциясының жылдамдығы
1.3.4 Түйіскен жиынның түсіп қалуы
1.3.6 Түйіскен аппарат
1.3.6 Түйіскен аппарат
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Шығарылған газдар мен шикі заттың мінездемесі
1.2 Цехтің жалпы сұлбасы.
1.3 Күкіртті ангидридтің түйіскен бөлімінің тотығуының технологиялық процесін суреттеу
1.3.1 Тотығу процессінің физика.химиялық негіздері
1.3.2Тепе.теңділік деңгейінің айналымы
1.3.2Тепе.теңділік деңгейінің айналымы
1.3.3 SO2 SO3 тотығу реакциясының жылдамдығы
1.3.4 Түйіскен жиынның түсіп қалуы
1.3.6 Түйіскен аппарат
1.3.6 Түйіскен аппарат
Өнімді комплексті қайта өңдеу кеңінен пайдалану проблемасы, ресустерді сақтаушы техникасы, аз қалдықты және қалдықсыз технологиялары қазіргі уақытта өте маңызды боп тұр. Мақсаттарының бірі, түсті металлургия алдында тұрған, күкіртті қышқыл өндіруді жетілдіруі шығып кетуші күкіртті газдар базасында боп табылады.
Күкіртті қышқылды шығып кетуші түсті металлургия газдарынан өндіру кәсіпорындарында салаларындағы халық шаруашылығы үшін құнды өнімді шығару ғана емес және комплекстілікті жоғарлату және минералдық өнімді кеңінен пайдалану мүмкіндігін береді, бірақ және, маңызды мақсатты шешуге, табиғатты қоргауды, атмосферлік ауаны, жануарларды және өсімдік әлемін күшейтуді қорытындылайтын.
Қазіргі уақытта түсті металлургия заводтар қатарында істегілердің кеңеюі болып жатыр немесе жаңа күкіртті қышқыл цехтарының соғылуы. Түсті металлургия заводтарының күкіртті қышқылдық өндірісі, үзіліссіз технологиялық процесстарының жиынтығы ұсынылған, түсті металлургия кәсіпорынының маңызды өндірістік комплексі боп табылады. Осы технология бойынша барлық қышқыл бөлігінің көбі болып шығады.
Кәсіп орынның қызмет етілуінің және ғылыми-техникалық өндіру
деңгейінің тиімділігін жоғарлату жолдарының бірі технологиялық
процестерін автоматты басқару жүйесін есептеуіш техника базасында құру боп табылады.
ТП АБЖ өзінің құралдарының және технологиялық объектілерінбасқару әдісінің жаңа-сапалык деңгейінің дамуын ұсынады, себебі оларда жаңа техникалық құралдар мен математикалық әдістері технологиялық және техника-экономикалық параметрлері мен критерияларының есебімен алынған қалданылады.
Күкіртті қышқылды шығып кетуші түсті металлургия газдарынан өндіру кәсіпорындарында салаларындағы халық шаруашылығы үшін құнды өнімді шығару ғана емес және комплекстілікті жоғарлату және минералдық өнімді кеңінен пайдалану мүмкіндігін береді, бірақ және, маңызды мақсатты шешуге, табиғатты қоргауды, атмосферлік ауаны, жануарларды және өсімдік әлемін күшейтуді қорытындылайтын.
Қазіргі уақытта түсті металлургия заводтар қатарында істегілердің кеңеюі болып жатыр немесе жаңа күкіртті қышқыл цехтарының соғылуы. Түсті металлургия заводтарының күкіртті қышқылдық өндірісі, үзіліссіз технологиялық процесстарының жиынтығы ұсынылған, түсті металлургия кәсіпорынының маңызды өндірістік комплексі боп табылады. Осы технология бойынша барлық қышқыл бөлігінің көбі болып шығады.
Кәсіп орынның қызмет етілуінің және ғылыми-техникалық өндіру
деңгейінің тиімділігін жоғарлату жолдарының бірі технологиялық
процестерін автоматты басқару жүйесін есептеуіш техника базасында құру боп табылады.
ТП АБЖ өзінің құралдарының және технологиялық объектілерінбасқару әдісінің жаңа-сапалык деңгейінің дамуын ұсынады, себебі оларда жаңа техникалық құралдар мен математикалық әдістері технологиялық және техника-экономикалық параметрлері мен критерияларының есебімен алынған қалданылады.
1. Технологическая инструкция ИМЗ.
2. Амелин А.Г. Производства серной кислоты. / М: Химия, 1967
3. Ашимов А.А., Буравой И.А., Хобдабергенов Р.Ж. Автоматизированная система управления технологическими процессами производства серной кислоты из отходящих газов. / М.: Металлургия, 1977
4. Гурецкий Х.А. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. /М.: 1984
5. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов и химической промышленности. / М.: Химия, 1985
6. Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий спаровчник по металлургии цветных металлов. / М.: Металлургия, 1975
7. Дайн Я.Ф. Контроль и регулирование тнхнологических процессов в металлургии. / М.: Металлургия, 1966
8. Злобинский Б.М. Охрана труда и металлургии. / М.: Металлургия, 1975
9. Единая система конструкторской документации. ГОСТ 2.301 - 68 / М.: Издательство стандартов, 1969
10. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. / М.: Вышая школа, 1991
11. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. / М.: Химия, 1991
12. Номенклатурный каталог фирмы 8сһ1итЪег§ег Тесһпо1о§іе5. Контроллеры ІМР 3595. Департамент техники автоматизации 1993
13.' Номенклатурный каталог концерна "Метран". Челябинск: Книга, 1995
14. Справочник по технике безопасности. / Долина П.А. /М.: Энергоиздат, 1985
15. Фиалко Г.М. Автоматизация производства серной кислоты. /М.:
Машиностроение, 1964
16. Цымбал В.П. Математическое моделирование металлургических
процессов. /М.: Металлургия, 1986
17. Юзоа О.В. Экономика и организация производства в дипломном
проектирования. /М.: 199
2. Амелин А.Г. Производства серной кислоты. / М: Химия, 1967
3. Ашимов А.А., Буравой И.А., Хобдабергенов Р.Ж. Автоматизированная система управления технологическими процессами производства серной кислоты из отходящих газов. / М.: Металлургия, 1977
4. Гурецкий Х.А. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием. /М.: 1984
5. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов и химической промышленности. / М.: Химия, 1985
6. Гудима Н.В., Шейн Я.П. Краткий спаровчник по металлургии цветных металлов. / М.: Металлургия, 1975
7. Дайн Я.Ф. Контроль и регулирование тнхнологических процессов в металлургии. / М.: Металлургия, 1966
8. Злобинский Б.М. Охрана труда и металлургии. / М.: Металлургия, 1975
9. Единая система конструкторской документации. ГОСТ 2.301 - 68 / М.: Издательство стандартов, 1969
10. Кафаров В.В., Глебов М.Б. Математическое моделирование основных процессов химических производств. / М.: Вышая школа, 1991
11. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. / М.: Химия, 1991
12. Номенклатурный каталог фирмы 8сһ1итЪег§ег Тесһпо1о§іе5. Контроллеры ІМР 3595. Департамент техники автоматизации 1993
13.' Номенклатурный каталог концерна "Метран". Челябинск: Книга, 1995
14. Справочник по технике безопасности. / Долина П.А. /М.: Энергоиздат, 1985
15. Фиалко Г.М. Автоматизация производства серной кислоты. /М.:
Машиностроение, 1964
16. Цымбал В.П. Математическое моделирование металлургических
процессов. /М.: Металлургия, 1986
17. Юзоа О.В. Экономика и организация производства в дипломном
проектирования. /М.: 199
АНДАТПА
Осы дипломдық жобада күкіртті ангидритың контакттық аппаратында
күкіртті түрінде тотығу процессін автоматтау мақсаттары қойылған және
құрылған.
Технологиялық процессінің басқару объектісі ретінде сипаттамасы
берілген. Басқару мақсаттарының қойылымы және процесстің
алгоритмиялық қамтамасыз етуі келтірілген.
Қойылған мақсаттың шешуі үшін қойылған қажеттілері:
1. автоматтау сұлбасы;
2. техникалық құралдар комплексінің сұлбасы;
3. конструктивтік сызба және тағы басқа;
Басқарудың ортақ құрылымы және басқарушы жүйесі үшін техникалық
құралдар комплексін таңдау негіздемесі берілген.
Дипломдық жобада басқару жүйелік қызметінің ортақ сипаттамасы, есеп
айырысуы келтірілген: металлургиялық, экономикалық тиімділігі
және еңбекті қорғау мен профессионалдық тазалық
сұрақтарының
шешімдері. .
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте поставлены и разработаны задачи автоматизации
процесса окисления сернистого ангидриды в серный в контактном аппарате.
Дано описание технологического процесса как объекта управления.
Приведены постановка задачи управления и алгоритмическое обеспечение
процесса.
Разработаны необходимые для решения поставленной задачи:
схема автоматизации;
схема комплекса технических средств;
конструктивный чертеж и т.д.
Дано описание общей структуры управления и обоснование выбора комплекса
технических средств для управляющей системы.
В дипломном проекте приведена общее описание функций системы
управления, приведены расчеты: металлургический, экономической
эффективности и решены вопросы охраны труда и профессиональной
санитарии.
КІРІСПЕ
Өнімді комплексті қайта өңдеу кеңінен пайдалану проблемасы, ресустерді
сақтаушы техникасы, аз қалдықты және қалдықсыз технологиялары қазіргі
уақытта өте маңызды боп тұр. Мақсаттарының бірі, түсті металлургия
алдында тұрған, күкіртті қышқыл өндіруді жетілдіруі шығып кетуші
күкіртті газдар базасында боп табылады.
Күкіртті қышқылды шығып кетуші түсті металлургия газдарынан өндіру
кәсіпорындарында салаларындағы халық шаруашылығы үшін құнды өнімді
шығару ғана емес және комплекстілікті жоғарлату және минералдық өнімді
кеңінен пайдалану мүмкіндігін береді, бірақ және, маңызды мақсатты
шешуге, табиғатты қоргауды, атмосферлік ауаны, жануарларды және өсімдік
әлемін күшейтуді қорытындылайтын.
Қазіргі уақытта түсті металлургия заводтар қатарында істегілердің
кеңеюі болып жатыр немесе жаңа күкіртті қышқыл цехтарының соғылуы.
Түсті металлургия заводтарының күкіртті қышқылдық өндірісі, үзіліссіз
технологиялық процесстарының жиынтығы ұсынылған, түсті металлургия
кәсіпорынының маңызды өндірістік комплексі боп табылады. Осы технология
бойынша барлық қышқыл бөлігінің көбі болып шығады.
Кәсіп орынның қызмет етілуінің және ғылыми-техникалық өндіру
деңгейінің тиімділігін жоғарлату жолдарының бірі технологиялық
процестерін автоматты басқару жүйесін есептеуіш техника базасында құру
боп табылады.
ТП АБЖ өзінің құралдарының және технологиялық
объектілерінбасқару әдісінің жаңа-сапалык деңгейінің дамуын ұсынады,
себебі оларда жаңа техникалық құралдар мен математикалық әдістері
технологиялық және техника-экономикалық параметрлері мен
критерияларының есебімен алынған қалданылады.
ТП АБЖда орталандырылған бақылау жүйесінің, электронды және есептеуіш
техникасының, интегралдық микросұлбаларды пайдалануға ауысу, агрегат
жұмыс қабілетіне, құралдардың сандық кеңеюінің жетілуі - осының бәрі
жаңа, дамудың үшінші этабын ашады.
ТП АБЖның әріқарай дамуы қазіргі уақытта талаптардың жоғарлауы
олардың тиімділігі мен сапасының әсерімен өтеді. Осы процесте маңызды
рөлі - ол жаңа техникалық құралдар, микропроцессорлар.
Техника күрделі объектіні басқару күйін визуалдық образ түрінде
тікелей және оператор - технологымен жеңіл қабылданатынын кескіндеу
мүмкіндігін береді.
Басқару жүелерінде есептеуіш техника құралдарының қазіргі
математикалық аппараттарын қолдануы және жақсы дайындалған ақпараттық
базасы қоғам алдында өте кең мүмкіншіліктер ашады.
АБЖны халық шаруашылығының әртүрлі салаларына енгізуі жоғарғы
біліктілі мамандарды дайындауын талап етеді, осы жүелерді жобалау
әдістемесін білетін, қазіргі мүмкіншіліктер: есептеуіш техниканың және
берілгендердің тапсырыс кұралдары, алгоритмиялық, бағдарламалық және
ақпараттық АБЖсын қамсыздандыруды әдістеуді білетін және математикалық
әдістерді меңгерген, басқару мақсаттарын шешу мен қою
кезінде пайдаланушы.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Шығарылған газдар мен шикі заттың мінездемесі
Мысты өндіру үшін шикі зат ретінде мысты сульфидтік концентраттар
қолданылады.
Концентраттағы мыс борнит (Си5 Fe S4)- 60% халькозин (Си2 S)-30% және
халькопирит (Си Fe S2) - 10% түрінде болады.
1 - кесте: Концентраттың химиялық құрамы, %
Си Pb Zn
SО2 SО3
Электропеш 400-700 1,8-4,0 0,02-0,3
Конвертор 900-1000 6-12 0,1-0,3
Электробалқудың газ түріндегі өнімдері күкіртті газ түрінде
ұсынылады, балқу процессінде олар 30-45% S дейін өтіледі.
Бірақ газды құрушылар өте араласкан, олардың концентрациясы SO2 1,8
ден 4% дейін, және сондықтан күкірт қышқылды алдын ала бекітілмегендіктен
оларды қайта өндіруге болмайды.
Конвертрлеу процессіндегі күкіртті газдар еншілігіне тагы да 50-60%
Ортақ күкірт санымен өтеді, ішінде қалганнан.
Бірақ конвертрлеу процессінің мерзімділігі үшін, шығарылған
конверторлық газдар түрақсыздығымен, өзгеруіштігімен ( 4тен 12% дейін
(көлемі)) мінезделеді концентрация SO2 кезінде, олардың қайта өндірілуін
күкірт қышқылдығын қиындатады.
Газдың құрамының тұрақталуы үшін күкірт жандырушы қоңдырғылар
пайдаланады. Ол пеш тәріздес болады, оған алдын ала балқытылған
элементарлық күкірт келіп түсіп тұрады. Пештегі температура 1000 °С.
Күкіртті жаққаннан кейін, пештен шығарылған күкіртті газ, газ
жолдарындағы электрофильтрдан шығарылатын конверторлық газдармен араласады.
Күкірт жандырушы қондырғы біркелкі деңгейдегі SO2 шығарылған газдардағы
(12% (көлемі)) ұстап тұруға мүмкіндік береді
1.2 Цехтің жалпы сұлбасы.
Тазартатын бөлімде күкіртті газ құрғақ тазалаудан кейін қалған шаңнан
толық тазалуы тиісті және барлық зиянды қоспалардан, газда булар түрінде
болғандар. Негізінде осы газды су ерітінділерінің күкірт қышқылдығымен
тазартуының арқасында тазарту мұнарада жетіледі, осында сұйықтық пен газдар
арасындағы қажетті контакт қамтамасыз етіледі, бір-біріне қарсы
қозғалушылармен. Осында қалған шаң мен зиянды қоспалардың бір бөлігі толық
жойылады.
Күкіртті газ, тазартатын бөлімнен шығатын, арнайы кептіргіш
мұнарадан кептірілу өтіледі, қайда кептіргіш реагент ретінде 92,5-95%
күкіртті қышқыл қолданылады.
1-ші кептіргіш мұнара. Суарушы қышқылдық бөліп тұратын кішкентай
бактан тозаңдатқыштар арқылы мұнараны суландыруына түседі.
Қышқыл мұнарадан қышқылдық өткізгіштен суаратын мұздатқышқа (O 100 mm,
L3000 мм, салқындату беті 960 м2) түседі.
Қышқыл суарушы мұздатқыш құбырымен астынан үстіне қарай
өтеді. Мұздатқышта салқындатылған, жинаққа өздігінен келіп түседі. Бірінші
кептіріші мұнара жинағы. Қышқылдық жинаққа штуцер (үстінен) арқылы келіп
түседі, екі сифон аркылы шығады. Содан екі сифонға түседі.Кейін екі ортадан
тепкіш насосқа 8Х-9Н типтегі 280м3сағ өндірісімен, 35 м.ст.ж. қысымымен
келіп түседі.
Қышқыл насоспен аяқталады бөліп тұратын кішкентай бакта. Кішкентай бак
қақпағы арқылы кіреді, астынан шығады. Бөліп тұратын кішкентай бактан
қышқыл артылуы дайын өнім қоймасына апарылады және моногидраттық циклына,
абсорберлерге. Газдың ақырғы құрғатуы 2- ші кептіргіш мұнарада болады. 2 -
ші кептіргіш мұнара күкіртті қышқылмен суарылады 2 тозаңдатқыш арқылы 20
м3сағ өнімділігімен. Қышқыл саптаумен ағып кетеді. Суытылған қышқыл екінші
кептіргіш мұнара жинағына бағытталады, бөліп тұратын кішкентай бакта
аяқталады және екіншіні кептіргіш мұнараға тозаңдатқыш арқылы түседі.
Сүйемелдеуге арналған кептіргіш қышқыл концентрациялары екінші
кептіргіш мұнарада норма шектерінде моногидрат суландыру моногидраттық
абсорбер циклінен екінші кептіргіш мұнаралар жинаққа берілуі
алдын ала
ескерілген. Кептірілген газ O 1520 мм газ жүргізгішпен шашыранды ұстап
алғышқа бағытталады.. Шашыранды ұстап алғыш екінші кептіргіш мұнарадан
кейін. Қышқыл шашырандылары, газдың ағынымен көбейтілген екінші кептіргіш
мұнарадан,саптауда кідіреді және шашыранды ұстап алғыштан екінші кептіргіш
мұнара жинағына апарылады. Ылғалдықтан кептірілген газ, қышқыл
бүркіндерінен босатылған, сорып алушы турбогазодувка коллекторына
бағытталады жәнеодан әрі түйіскен бөлімге.
1050-13-1 типтегі турбогазодувкасы, 66000 м3сағ өнімділігімен; 1850
мм.сулар.ст.қысымымен. Турбогазодувкасымен газ құйындатқыш-шашыранды
ұстап алғышқа апарылады. Құйындатқышқа газ тангенциалды
түседі. Май бөлімінен кейін газ екі жылу айырбастаушыға
паралельді бағытталады.
Жылу айырбастаушы қоршаған ортаға жылу шығындарының азаюы үшін
қызмет етеді.
Сырттан аппарат бөлектенген. Габариттер O 4261 мм , Н 10250 mm . SO2
газы бір жылу айырбастаушыда төменнен жоғары қарай кеңістікте
құбыраралықта қозғалады. Ұзындығы бойынша жылу айырбастаушылар жүйелі
және параллельді қосылған. SO3 газы темен жағынан жоғары қарай құбыр
кеңістігімен қозғалады, SO2 газына жылуды құбыраралық кеңістікте береді
және басқа жылу айырбастаушыға түседі. Оны үстіңгі жағынан төмен қарай
жүреді және абсорбцияға абсорбциялық бөлімге келіп түседі. Жылынған
күкіртті газ түйіскен аппаратқа бағытталады.
КЦТ-240 типтегі түйіскен аппараты. Габариті: 0 9020 мм, Н 15785 мм.
Болаттарды сөрелерде 4 қабат түйіскен жиыны жатқызылған. Биіктігі 50 мм
астына жайылатын қабат жиналады.
Аппараттың 3 ішкі жылу айырбастаушысы бар:
1-ші жылу айырбастаушының беті 1860 м 2- ші жылу айырбастаушының беті
805 м2 3-ші жылу айырбастаушының беті 134 м
Күкіртті газ кептіргіш бөлімнен кейін 2- ші керней кеңістікке түседі, ал
содан соң 1-ші орталық жылу айырбастаушыга және 1- ші катализатор
қабатына беріледі.
Катализатор шарбаққа жиналады, орталық құбырдың айналасында орналасқан.
Газ катализатордың 1-ші қабатын жүйелі өтеді, 1-ші жылу.
Айырбастаушының құбыраралық кеңістігі, катализатордың 2-ші
қабатына, 2-ші жылу айырбастаушының құбыраралық кеңістігі,
катализатордың 3-ші қабатына, шиыршықты жылу айырбастаушы және
катализатордың 4- ші қабаты . Түйістірілген газ сыртқы жылу
айырбастаушылардың керней кеңістігіне бағытталады. Түйіскен жүйені
қосу үшін арналған оттық шығаратын жылытқыш орнатқан.
Шығаратын жылытқыш. Габариті: O 2400 мм, Н 8835 мм. Газ отын
жануынан отын жылытқышынан болатты газ жүргізгішпен жылытқыштың
жоғарғы қабылдау камерасына келіп түседі. Қабылдау камерасы жоғары
қызу әсерінен сақтап қалу үшін қызмет етеді. Жылытқыш тағы да
құбыраралық жылытқыш кеңістігінің бағыттарын қабылдауга арналған
камерасы боп табылады, қайда түтіндік газдардың жылуымен
жылытылатын.
Оттық шығаратын жылытқышқа газ өртеуі үшін арналган. Габариті:
O 2500 mm; L5400 мм. Жұмыстан шыққан түтіндік газдар жылытқыштан
түтін тартқышпен түтіндік құбыр арқылы атмосфераға лақтырылады.
Күкіртті ангидридті жылуы. Моногидраттық абсорберде,
салқындаудан кейінгі түйіскен түйін жылу айырбастаушыдағы газ,
құрамында күкіртті ангидрид бар, абсорбциалық бөлімге жұтуға
түседі. Жұту екі сатыда өткізіледі, 1-ші және 2-ші моногидраттық
абсорберлерде. - №1 моногидраттық абсорбер. Абсорбер күкіртті
қышқылмен 2 тозаңдатқыш арқылы 25 мсағ өнімділікпен суарылады.
Моногидрат саптаумен ағып кетеді, абсорбер түбіне жиналады және
шойынды қышқылөткізгішпен суарылатын мұ здатқышқа
апарылады.
№1 моногидраттық абсорберді төмен жағынан жоғары өткеннен
кейін, газ жүргізгішпен: O 1520 х 10 №2 моногидраттық"абсорберге
бағыттайды, ұқсас құрылғымен №1 абсорбермен. №2 абсорберден кейін
газ шашынды ұстап алғышқа бағыттайды. Шашынды ұстап алғыш.
Габариті: O 5500 мм , Н 12200 мм. Шашынды ұстап алғыш саптауынан
өткеннен кейін, моногидрат жинағына апарылады. Газ, мұнараны төмен
жағынан жоғары өткен соң, қышқыл бүркіндерінен босатылады және
атмосфераға лақтырылады.
Кептіргіш -абсорбциалық бөлімінде мықты қышқылдарга арналған
вакуумдық құрылғы бар, насос сальниктері астынан қышқылды
соргызу үшін қызмет етеді.
Вакуум - жинақ. Габариті : O 800 мм , Н 1005 мм. Қышқыл
штучер арқылы түседі, төмен жағынан шығады және моногидрат
жинағына келіп түседі.
1.3 Күкіртті ангидридтің түйіскен бөлімінің
тотығуының технологиялық процесін суреттеу
1.3.1 Тотығу процессінің физика-химиялық негіздері
Түйіскен әдісімен Н2 SО4 өндірісінде SO2 тотығуы:
(1)
Катализатор қатысуымен өтеді. Бұл үшін газды
катализатормен шектесуге ертіп әкеледі. Тотыған SO2 саны
газдағы күкіртті диоксид құрамындағы жалпы үлесіммен
сипатталады.
Әрбір катализатор айқын, мінездемелі айналу дәрежесін ол
үшін
қамсыздандырады. Кәсіпорындарда H2SO4 өндірісі үшін БАВ,
СВД, СВНТ,СВС, ИК-1-4, ТЕ катализаторлары қолданылады.
Өнеркәсіпте кеңіннен СВДжәне СВНТ катализаторлары
қолданылады. Олар күкірт қышқылдық жүйелерді қанауында
жоғарғы технологиялық көрсеткіштерді қамсыздандырады.
1.3.2Тепе-теңділік деңгейінің айналымы
Айналым деңгейі, SO2 катализатор арқылы жетілетін, оның
белсенділігіне, газ құрамына, газдың катализатормен түйіскен
ұзақтылығына, қысымына және басқаға бағынышты.
1.3.2Тепе-теңділік деңгейінің айналымы
Айналым деңгейі, SO2 катализатор арқылы жетілетін, оның
белсенділігіне, газ құрамына, газдың катализатормен түйіскен
ұзақтылығына, қысымына және басқаға бағынышты.
Газ үшін берілген қүрамы теориялық мүмкін, тепе-
теңділік айналымы температурага багынышты және теңдеумен
белгіленген:
(2)
Қайтй Рso2 және Р so3 – SO2 мен SO3 тепе – теңділік
қысымы.
1.3.3 SO2 SO3 тотығу реакциясының жылдамдығы
Мына реакция жылдамдығынан тәуелді болады: күкірт
диоксид саны, уақыт бірлігіне тотығатынды катализатордың
масса бірлігіне, катализатор шығыны,түйіскен аппарат
мөлшерлері және басқа техника - экономикалық процесс
көрсеткіштері.
SO2 тотығу жылдамдығы тұрақты жылдамдықпен сипатталады.
(3)
қайда Ко - коэффициент
Е - активтендірушілік энергиясы Джмоль, Калмоль.
R- эмбебаб газды тұрақтысы 8,326 Джмоль.к немесе 1,98 кал
моль. °С
Т - абсолютті температура, °К
SO2 SO3 тотығу реакциясының активтендіруіііілік Е
энергиясы өте үлкен, сондықтан катализаторсыз гомогендік
тотығу реакциясы жоғарғы температурада да практика түрінде де
жүрмейді. Қатты катализаторлардың қатысуында активтендіруші
энергиясы төмендейді, демек, гетерогенді каталистік реакция
жылдамдығы өседі. Сайып келгенде, катализатор ролі Е
активтендірушілік энергиясының төмендеуінде тұрады.
1.3.4 Түйіскен жиынның түсіп қалуы
SO2 SO3 ға тотығу катализаторлары кремнеземистық синтетикалық
немесе табиғи заттардың белсенді компоненттілермен
тасушыларынан
құралады, олардың химиялық құрамы, U2O5 3K2S207
формуласына әдеттегі
талапқа сай және балқу температурасын бар, тең -382 °С.
Катализатор жұмысының тұрақтылығын қамсыздандыру үшін толтыра
арттырылған катализатор санын дұрыс анықтау маңызды. Тиеуді
формуламен есептейді:
(4)
қайта V к – толтыра арту катализатор көлемі, м3
V r – газ көлемі, м3c.
С – түзу, катализатор белсенділігінің төмендеуін уақытта және
температурада мен газ жылдамдығын қабат қимасымен біркелкісіздігін
ескере отырса.
τ – түйіскен уақыт есеп, сек.
Катализатор қасиеттерінің қанау, олардың техника –
экономикалық көрсеткіштері барлық күкіртті қышқылдық өндірісіне
тәуілді, негізіне регламенттік технологиялық жұмыс тәртібіне
түйіскен бөлімнің сүйемелдеу мүмкіншілігімен байланысты.
1.3.6 Түйіскен аппарат
Түйіскен аппарат болатты цилиндрлік қаңқадан тұрады, оның
орталығында тіреу тұрысы орналасқан, шойынды құбырлардан жиналған.
Аппараттың ішкі диаметрі 8,5 м, жалпы биігі 19,6 м. Бұл
аппараттардың ерекшелігі катализатордың масақтық шарбақта айналма
өндірісінде орналастыруы боп табылады аппарат қаңқасы мен орталық
жылу айырбастаушылардың бөліп тұратын қалталары аралығындағы,
сонымен қатар құбырлы жылу айырбастаушылардың құрлығы орталық
тізбек ішіндегі. Құбыраралық кеңістікте, орталық жылу
айырбастаушыларда тегеріш – сақина типті қалқалар орналастырады.
Соңғы қабат алдында пластиналық жылу айырбастаушы орналасады.
Бірінші қабат үстінде газдар араластырғышын қондырады, қабаттар
арасына естіртпейтін қалқалар қондырылады. Жүктеме катализатормен
тіреу сақиналар арқылы аппарат қаңқасына және орталық тізтекке
бөлінеді.
Күкіртті газ, сыртқы жылу айырбастаушыда алдын ала қыздырылған,
орталық тізбектің төменгі бөліміне штуцер арқылы түседі,
қыздырылады, орталық жылу айырбастаушылардың құбырымен жүйелі өтеді
және араластырғышқа түседі, сонда штуцер арқылы аппарат қақпағында
газ сонымен қатар түседі, пластинкалы жылу айырбастаушыда
жылытылатын
газ бөліміде, орталық жылу айырбастаушылар қасынан араластырғыштан
өтетін.
Газ катализатордың бірінші қабатына түседі, ал содан соң газ
орталық жоғаргы жылу айырбастаушы құбыраралық кеңістігінде
суытылады және жүйелі жорады, екінші қабат орталық төменгі жылу
айырбастаушы құбыраралық кеңістігі, үшінші қабат - пластинкалы және
төртінші қабат, содан төменгі штуцер арқылы аппаратан шығады.
Аппарат жетістігі: газ біркелкі суытылады. Мына аппаратта жылу
айырбастаушы түтіктерін ауыстыруға болады катализатордың түсірулері
мен шарбақ бөлектеуінсіз.
Жетіспеушіліктер: аппарат жетіспеушіліктерінің санына ішкі
контрукциялардың күрделендіруі жатады кабаттар мен орталық жылу
айырбастаушыларда бөліп тұратын қалталардың аралығына қалқаларды
құру
қажеттілігі үшін.
1.3.7 Жылу айырбастау аппараттары
Жылу айырбастаушылар, қайсыларды негізгі газ, күкіртті қышқылдық
цехтің түйіскен бөліміне конвекцияга түсетін, қарсы селімен
қыздырылатын газ, түйіскен аппараттағы катализатордың соңғы
қабатынан шығатын, әдетте сыртқы жылу айырбастаушылар деп атайды,
катализатор қабаттар аралығындағы реакциялық газды қоспаларды
салқындату үшін қызмет ететіндерді аралық деп атайды.
Н2 SO4 өндірісінің түйіскен түйіні жылу жеткізуісіз жұмыс жасайды,
автотермикалық. Сыртқы жылу айырбастаушының температуралық тәртібі
түйіскен түйіннің жылу балансымен анықталады оның
автотермикалық шартмен.
Сыртқы жылу айырбастаушының беті теңдікпен анықталады:
(5)
қайда A - өлшемсіз параметрі, жылу айырбастаушының
қуаттылын сипаттайтын.
К - жылу жеткізу коэффициенті, ккалм2-сағ.
F - жылу айырбас. бетінің ауданы, м3сағ.
Ср - нағыз газ жылу сыйымдылығы жылу айырбастаушының
орта температурасындағы,ккалм3сағ.
k түйіскен аппарат шығуындағы газ температурасы, °С.
түйіскен аппарат кіруіндегі газ температурасы, °С.
- адиабатты газ қыздыруы (газда SO2 құрамына тәуелді),°С.
Хк - SO2% бастапқы конверсия деңгейі.
n - газ температурасының төмендеу қоршаған кеңсткке жылу
шығындар нәтижесіндегі,°С.
Егер өртелетін газ, түйіскен бөлімге ететін, біркелкі күкіртті
қышқылдан тұратын, ол жылу айырбастаушы құбыраралық кеңістігінде
жарым - жартылай қонады, сол себепті құбырлардың қабырғалары жылдам
қиратылады. Реакция өнімдері, сыртқы беттерде құрылушылар, жылу
жеткізу коэффициенты төмендетеді.
Жылу айырбастаушыдағы ангидридтік мұздатқыш, температура 200 -250
°С төмендейді, аласа температура жанында сорылуды
күкірт триоксидасы жүргізеді.
Сондықтан газ ангидридтік мұздатқышта қосымша суылады. Мұ-
здатқышта күкіртті қышқыл әдетте конденсацияланады, су булар мен
SO3 әсерінен
құрушы, газда ұстаушы. Процес мүмкіншілігі газдағы су
буларының санымен және су немесе ауаның салқындатушы
температурасымен
анықталады. Салқындатушы су өте төменгі температурасында немесе көп
газ
дымқылдығы будың конденсация процессі барысында мұздатқыш
құбырларының беттерінде бу тойғандығы пайда болғанда мөлшерді
шамадан асырады себебі күкіртті қышқыл тұман құрылады.
Жылытқыш болатты цилиндрден тұрады жоғарғы және төменгі
шарбақтардан, оларға түтіктер жаншып қадаған.
Жылытқыш жоғарыдан төмен диоксидті қыздырады, бірақ тек
бірғана аралық кеңістікте, 300 - 350 °С қа дейін суытылады және
түтіндік құбырға бағыттайды. Газды қоспа, жылытқыш құбыраралық
кеңістікке төменгі жағынан 50-60 оС пен түседі, 450-500 °С ке
дейін қыздырылады.
2 АРНАЙЫБӨЛІМ
2.1 Автоматтандырылған бақылаудың және түйіскен аппаратындағы тотығу
процессінің басқару қажеттілігінің
негіздемелері
Қазіргі кезеңде кәсіптің кез келген өнеркәсіп саласының алдында еңбек
өнімділігінің, энергоресурстар үнемдеуінің тұрақты жоғарылау мақсаттарын
қояды және ақырғы өнім өзіндік құнының төмендеуі сияқты. Барлық осы
эрсипатындағы мақсаттарды шешуге - механикаландыру және технологиялық
процестерді автоматтандыруы мүмкіндігін береді.
Автоматтандырылған жүйені енгізу нәтижесінде, сонымен қатар
күкіртті қышқыл цехінда Иртыштік мысерітуші зауыт шарттарында келесі
мақсаттар жетіледі:
1) Процес параметрлерін бақылау, линеаризациялау және аналогтық
пен дискреттік сигналдарды масштабтауы ішкі жүйелер арқасында
хабар жинауы іске асады, көрсеткіштердің барлық түрлерін және
өлшеу түрлендіргіштерді қоса алғанда;
2) Көрсеткіштерден алғашқы ақпаратты жинау мен өңдеу және,
елестету құрылғыларында ақпаратты ұсынудың басқару процесін
бағалау үшін;
3) Есеп қисап пен техника-экономикалық көрсеткіштерді
ықшамдау;
4) Процес параметрлерін автоматтық түзету - атқару механизмдерге
басқарушы әсерлерді беру;
5) Апаттарды дер кезінде қақпайлау мүмкіншілігі - құрылғылардың
автоматты сөндірілу жолдарымен, операторларды ескертуі
жарықтық және дыбыстық сигналдардың көмегімен; Кешеннің технологиялық
сұлбасымен сәйкестігінде кептірілген газ кептіруші мұнаралардың
иелімінен түйіскен аппараттарға тотығуға түседі.
Мүмкіндік облысы технологиялық кешенмен түйісуі бөлек объектінің
жұмыс жасауы процестің өзіне меншікті мінездемелерімен және кешен ішкі
жүйелер аралық материалдық селдер байланысының шарттарымен
анықталады.
Түйісу процесінің мақсаты күкіртті ангидридтің күкіртке тотығуы жоғарғы
деңгейге жетуі болып табылады процестерді басқару облыстарының мүмкіні
есепке алынады.
Күкіртті ангидридтің күкіртке тотығуы айқын гидродинамикалық жэне
жылулық тэртіптерімен жылжымас қабатында (7) реакциямен түйіскен жиында
өтеді.
(6)
SO2 SОз ке тотығу процессінің жылдамдығьі тәртіп температурасына
бағынышты. Аппараттағы температура санынан және түсетін газ
концентрациясына бағынышты. Күкіртті газдағы SO2 концентрациясы
температураға көптеген әсер көрсетеді. SO2 концентрациясы неғұрлым
жоғары болса, солғұрлым көп жылулық көлем бірлігіне бөлінеді SO2 тотығу
(экзотермикалық)реакциясының нәтижесінде. (7% SO2) күкіртті газдың
жаңаға әсері уақытында, түйіскен жиынды аппараттағы температура 700 °С
дейін жоғарылай алады. Осыдан түйіскен жиынның пісірілуі болады.
5) Сондықтан дер кезінде жылу бөлігін реакциялық аймақтан алып тастауы
қажет.
Адиабаттық процесті түйіскен аппарат қабаттарындағы температура
үлесімді мағынаға жету уақытына дейін жүргізеді, тотығудың жоғарғы
деңгейін қамтамасыз етуін. Содан кейін есеп-қисаппен жылуды апаруды
бастайды, күкіртті ангидридтің күкірттке тотығу процесі әр қабатта
үлесімді
температурада жүруі үшін.
SO2 тотығу процессінің негізгі көрсеткіштері түйісу деңгейі мен
агрегаттардың өнімділігі боп табылады.
Технологиялық процессті басқару үшін бірінші қабатқа кірудегі салқын
газдың өтетін сызықтары және ішкі жылу айырбастаушыларға екіншінің
алдында, үшіншінің, түйіскен жиынның төртінші қабаттарының алдында
қарастырылған, сонымен қатар газ шығынының аппарат арқылы және шығу
жылытқыштардағы газ жылуының өзгеруі.
Басқару объектісінің жағдайы (шартты аппараттың) келесі
өзгергіштермен сипатталады:
1 Газдағы SO2 концентрациясымен түйіскен аппараттың кіруіндегі.
2 Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың і —
қабатындағы(і=1:4).
3 Шығудағы температурасы түйіскен аппараттың j-қабатынан.
4. Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың
ішкі жылу,
айырбастаушысына (j =1:3).
5. Шығудағы температурасы j - ішкі жылу айьірбастаушының.
6. Қысымның құламасымен түйіскен аппараттың і -қабатында.
7. Газдағы SО2 концентрациясымен түйіскен аппараттың шығуында.
.
2.3 Түйіскен бөлімнің автоматтандырылудың қазіргі замандағы
жағдайының талдауы
Осы уақытта түйіскен аппаратпен басқару оператормен жүзеге асады
автоматты бақылау қолдануымен және бөлек технологиялық өзгергіштерді
жергілікті жөнге салуымен. .
Автоматтандыру сұлбасыңда бақылаудың келесі өзгергіштері ескерілген:
1. Кіру температурасы түйіскен аппараттың і-қабатына (і =1:4).
2. Газдағы SO2 концентрациясымен түйіскен аппараттың кіруінде.
3. Шығу температурасы түйіскен аппараттың і-қабатына.
4. Кіру температурасы түйіскен аппараттың J-ішкі жылу
айырбастаушысына (j =1:3).
5. Шығу температурасы түйіскен аппараттың j-ішкі жылу
айырбастаушысына.
6. Түйіскен аппараттың і - қабатындағы қысым қүламасы.
7. Газдағы SОз концентрациясымен түйіскен аппараттың
шығуындағы.
8. Е түйісу деңгейі.
9. Катализатордың ескіруі.
10.Q газдың шығыны.
Қазіргі уақытта автоматты жөнге салуды келесі өзгергіштермен жүзеге
асады:
1. Газдағы SO2 концентрациясы түйіскен аппараттың кіруінде.
2. Газдағы SОз концентрациясы түйіскен аппараттың шығуында.
3. Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың і - қабатында.
4. Шығудағы температурасы түйіскен аппараттың і -қабатында.
5. Газ шығыны.
6. Түйісудің деңгейі.
Себебі автоматты басқару жүйелерін енгізу процессінде бөлек
технологиялық өзгергіштер қолданылады, бақылау және осы өзгергіштерді
жөнге салуы көрсеткіштер, термобулар және басқа жүйелері арқылы
оператормен жүзеге асады. .
2.4 Күкіртті ангидридтің тотығу процессін басқарудың мақсаттарының
қойылымы
Технологиялық кешеннің негізгі процессі күкіртті газдан күкірт
қышқылының өндірісі боп түйіскен аппараттағы күкіртті газдың тотығу
процесі боп табылады.
Күкіртті газдар қүраммен, температура және шығын мінездемелерімен,
тазалау операция қатарларынан өткен соң, тотығуға төрт қабатты КЦТ-240
маркалы түйіскен аппаратқа түседі орталық жылу айырбастаушылармен
бірінші, екіншіні, үшінші қабаттардан кейін және шыдамды жылу
айырбастаушылармен. БАВ маркалы түйіскен аппарат төрт қабатты әрбір
қабаты 7,5 тоннадан түйіскен жиыннан тұрады. Тотығу процесі түйіскен
жиынның төрт қабатында жүйелі өтеді.
Газдың тотығу процессінің жүру барысында әсері салқын газдың
бірінші қабатқа кірудегі өтілітін жолымен жүзеге асады, және жылу
айырбастаушыға төртінші қабат аддында, шыдамды жылу айырбастаушылардың
жұмыс тәртібін ауыстырып қосуы жүйеліден өзгергішке температураны жөнге
салу мақсатымен екінші және үшінші қабаттарда, аппарат, шығу
жылытқыштарындағы газды жылыту арқылы газдың шығынын өзгерту.
Түйіскен аппараттың негізгі көрсеткіші тотығу деңгейі мен SO2
өнімділік тотығу саны боп табылады. Технологиялық процесс жолын
анықтаушы факторлар тотығуға кіруші газ құрамы, аппаратқа жүктемелер,
қабаттардың кірудегі және шығудағы температурасы, түйіскен жиынның
белсенділігі, гидродинамикалық тәртібі және басқалары боп табылады.
Осы өзгергіштердің жартысы тоқтаусыз немесе дискретті бақыланады
(Cso ТІН ТI концентрациясы, газдың Q, Е түйісу деңгейі). Ол процессті
бақылау координаттарының тобын құрайды. Басқа өзгергіштердің бөлімі
(оттек концентрациясы, катализатордың ескіруі және басқалар)
бақыланбайтын параметрлер тобын құрайды. Катализатордың ескіруі,
мінездемелердің өзгеруі газдың тотығуына түсетін және басқа ашу
кернеулер түйіскен аппараттағы технологиялық процес мінездемелерінің
дрейфіне әкеледі.
Сондай ақ, қаралатын объект көп өлшемді инерциялық бөлінген
кеңістіктегі агрегаттың басқару объектісі параметрлерімен боп табылады.
Келтірілген объект ерекшеліктері келесі бейнемен басқару мақсатын
қисынға келтіруге рұқсат етеді: технологиялық процесстің басқарылуы
келесідей қажет, шектеріне берілген шек түйісу деңгейінің өзгеруі және
қабаттарда тотыгу процессінің өту шарттары температурамен, агрегат
өнімділігі SO2 тотығаны барынша жоғаргы болуы тиіс.
Басқарудың қойылған мақсаттарын шешу үшін түйіскен аппараттың
математикалық моделін құру қажет және ықшамдау белгілерін таңдау қажет.
2.4.1 Тиімдеу критериялы
Тиімді басқарудың түйісудің просесінің негізгі критериялары,
күкіртті ангедриттің күкіртке тотығу деңгейін таңдаймы
Ол түйіскен қабаттың температуралық тәртібін, газдың кұрамын,
түйіскен аппаратқа газдың жүктемелерін және SO2 концентрациясын
ескереді.
(7)
қайда - барлық аппараттағы тотығу деңгейі
Т - түйіскен аппараттың қабатына кіруіндегі температура
С - газдық қоспасындағы SO2 концентрациясы
Q - түйіскен аппаратқа газдың шығыны
2.5 і-қабатының кірудегі үйлесімді температурасының есеп-
қисабының алгоритмы
Кірудегі і - қабаттың үйлесімді температурасының есеп-қисап блок-схемасы
1суретте келтірілген.
Ол келесі блоктарды орындайды:
1- блок
Көрсеткіштер және ағымды ақпаратты алдын ала өңдеу сүрауын жүзеге
асырады, көрсеткіштер мен түрлендіргіштерден УВМ ға түсетін.
2 - блок
і - қабаттың үйлесімді температурасының есеп-қисабын өндіреді.
3-блок
Т ауу талдауын өндіреді Тқос шекті мүмкін мағыналарынан.
Т Тқосі шарттарыны ң орындалуында 5-блокқа өтеді, басқаша 4-блокқа.
4-блок
есеп аиыратын мағынасын түзетуді арту жағына жүзеге асырады.
5-блок
Т Тспек дан талдауын қамтамасыз етеді. Т Тспек
шарттарының
орындалу кезінде 7-блокқа өтеді, басқаша 6-блокқа.
6-блок
түзетуді кему жағына жүзеге асырады.
7-блоК
Т шығу температурасының есеп-қисабын жасайды.
8-блок
Т Тспек дан ауу талдауын қамтамасыз етеді. Т Тспек шарттарының
орындалу кезінде 9-блокқа өтеді, басқаша 4-блокқа.
9-блок
Әсер етуші басқарушыны беру және қалыптастыру.
Кірудегі і-қабатының үлесімділік температурасының есептесу блок-сызбасы
Стр34
2.6 Ақпараттық қамтамасыз ету
Ақпараттық жүйе алғашқы технологиялық процесстің өтілуі, құралдар
жағдайы және оның дайын түрде қолдануға арналғанын тапсыру ақпаратын
жинау мен өңдеу үшін қамсыздандырады, және барлық басқару жүйелесінің
дұрыс жұмыс жасауын қамтамасыз етеді. Ақпараттық жүйе көрсеткіштерден
ақпарат жинауды, оны өңдеуді, сақтауды жүзеге асырады. Ол өлшеу
каналдарының және жабдықтар жағдайының диагностикасын өткізеді.
Оператор командаларының қабылдауын және прцесс жағдайлары туралы
хабардың шығуын қамсыздандырады, ақпараттық сілемдерге қатынау қызмет
мақсаттарын орындайды.
Берілген жобаны енгізу үшін төменгі деңгейді автоматтау құралдары
қажет:
Термоөзгертуші ТХА - 0292-3150 40 шт.
Артық қысым көрсеткіштері Метран - Ех - 43 - ДИ 15 шт.
Қысым ауысу көрсеткіштері Метран - 43 - Ех - ДД - 343 5 1 шт
SO2 концентрациясының өлшеу көрсеткіштері ГИАМ-10-09 1 шт.
Орындаушы механизмдер МиМ - П - 300 4 шт
Жағдайдың дистанциялық көрсеткіші ДУП 8 шт
Жоғарыда ұсынылған құралдардан, есептеуіш кешенін Schlumberger
Technologies анғылшын фирмасының IMP 3595 контроллерын пайдалану
негізінде таңдаймыз.
Берілген мақсатты шешу үшін қажет:
Кіру аналогты блоктар IMP 35951А (по 20 входов каждый ) 3 шт.
Кіру цифрлы блоктар IMP 35952A (по 20 входов каждый) 1 шт.
Шығу дискреттті блоктар IMP 35951D (по 4 входа каждый) 1 шт.
2.7 Техникалық қамтамасыз ету
Кез келген объектімен басқару жүйесінің техникалық
құралдарын
таңдау: автоматтандыру, соның ішінде және СКЦ, талаптар қатарына
негізделген: ақпараттық, ұйымдық, математикалық, техникалық,
экономикалық. Барлық талаптар, қалай болғанда да, автоматтандыру
объектісінің сыйысушылығын, техникалық құралдарды және адамдарды
қамтамасыз етуіне бағытталған.
Техникалық құралдардың ақпараттық сыйысушылығы толық немесе
жарым-жартылай (таңдалған диапозонда) хабарды ұсынулары
формулаларының сәйкес келуімен, машиналы тасушылар түрлерімен,
тілдерімен, кодтарымен қамтамасыз етіледі.
Ұйымдық талаптар КТС құрылымының басқару объектісінің құрылымымен
және оларды басқару технологияларының сәйкестігінде болады, КТС
дамуының өзгеру мүмкінш сонымен қатар негізгі
технологиялық басқару функцияларының автоматтандыру орындауын
қамтамасыз етуінде.
Техникалық қамтамасыз ету талаптары басқару жүйелерінің негізгі
мақсаттарын жеткілікті жылдам шешуі; операторлардың қатынасын
жеңілдетуі, КТСтен қызмет етуші персоналдың КТС қатынасының үлкен
қабілеттілігі; ақпараттық тоғысудың өз аралық әртүрлі техникалық
құралдар мүмкіншілігі боп табылады.
Техникалық және бағдарламалық IMP 3595 құралдарының кешені
технологиялық процестермен басқару жүйелерін құру және химиядағы,
металлургиядағы, энергетикадағы, нефтегазкэсіпшілігінде, станок жасауда
және басқа халық шаруашылық салаларында КИП және А щитсыздық жүйелері
үшін арналған.
Кешен IMP 3595 контроллерларын әртүрлі кескін үйлесімділіктегіні,
желілі жабдықтауды өзіне қосады.
Берілген дипломдық жұмыста Schlumberger Technologies фирмаларының
микропроцессорлық техникасының блок мінездемелері келтірілген.
ИМП мінездемелері
35951А - ИМП аналогты сигналдарды өлшеу үшін
Каналдар саны 20
Ауыстыру:
қаттыденелі, 3 полюсті
Сигналды ауыстырудың ең жоғарғы деңгейі: ±12В
Тұрақты, артық тиеуге қарсы қорғау: 50В
Синфаздық тәртібі (common ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Осы дипломдық жобада күкіртті ангидритың контакттық аппаратында
күкіртті түрінде тотығу процессін автоматтау мақсаттары қойылған және
құрылған.
Технологиялық процессінің басқару объектісі ретінде сипаттамасы
берілген. Басқару мақсаттарының қойылымы және процесстің
алгоритмиялық қамтамасыз етуі келтірілген.
Қойылған мақсаттың шешуі үшін қойылған қажеттілері:
1. автоматтау сұлбасы;
2. техникалық құралдар комплексінің сұлбасы;
3. конструктивтік сызба және тағы басқа;
Басқарудың ортақ құрылымы және басқарушы жүйесі үшін техникалық
құралдар комплексін таңдау негіздемесі берілген.
Дипломдық жобада басқару жүйелік қызметінің ортақ сипаттамасы, есеп
айырысуы келтірілген: металлургиялық, экономикалық тиімділігі
және еңбекті қорғау мен профессионалдық тазалық
сұрақтарының
шешімдері. .
АННОТАЦИЯ
В данном дипломном проекте поставлены и разработаны задачи автоматизации
процесса окисления сернистого ангидриды в серный в контактном аппарате.
Дано описание технологического процесса как объекта управления.
Приведены постановка задачи управления и алгоритмическое обеспечение
процесса.
Разработаны необходимые для решения поставленной задачи:
схема автоматизации;
схема комплекса технических средств;
конструктивный чертеж и т.д.
Дано описание общей структуры управления и обоснование выбора комплекса
технических средств для управляющей системы.
В дипломном проекте приведена общее описание функций системы
управления, приведены расчеты: металлургический, экономической
эффективности и решены вопросы охраны труда и профессиональной
санитарии.
КІРІСПЕ
Өнімді комплексті қайта өңдеу кеңінен пайдалану проблемасы, ресустерді
сақтаушы техникасы, аз қалдықты және қалдықсыз технологиялары қазіргі
уақытта өте маңызды боп тұр. Мақсаттарының бірі, түсті металлургия
алдында тұрған, күкіртті қышқыл өндіруді жетілдіруі шығып кетуші
күкіртті газдар базасында боп табылады.
Күкіртті қышқылды шығып кетуші түсті металлургия газдарынан өндіру
кәсіпорындарында салаларындағы халық шаруашылығы үшін құнды өнімді
шығару ғана емес және комплекстілікті жоғарлату және минералдық өнімді
кеңінен пайдалану мүмкіндігін береді, бірақ және, маңызды мақсатты
шешуге, табиғатты қоргауды, атмосферлік ауаны, жануарларды және өсімдік
әлемін күшейтуді қорытындылайтын.
Қазіргі уақытта түсті металлургия заводтар қатарында істегілердің
кеңеюі болып жатыр немесе жаңа күкіртті қышқыл цехтарының соғылуы.
Түсті металлургия заводтарының күкіртті қышқылдық өндірісі, үзіліссіз
технологиялық процесстарының жиынтығы ұсынылған, түсті металлургия
кәсіпорынының маңызды өндірістік комплексі боп табылады. Осы технология
бойынша барлық қышқыл бөлігінің көбі болып шығады.
Кәсіп орынның қызмет етілуінің және ғылыми-техникалық өндіру
деңгейінің тиімділігін жоғарлату жолдарының бірі технологиялық
процестерін автоматты басқару жүйесін есептеуіш техника базасында құру
боп табылады.
ТП АБЖ өзінің құралдарының және технологиялық
объектілерінбасқару әдісінің жаңа-сапалык деңгейінің дамуын ұсынады,
себебі оларда жаңа техникалық құралдар мен математикалық әдістері
технологиялық және техника-экономикалық параметрлері мен
критерияларының есебімен алынған қалданылады.
ТП АБЖда орталандырылған бақылау жүйесінің, электронды және есептеуіш
техникасының, интегралдық микросұлбаларды пайдалануға ауысу, агрегат
жұмыс қабілетіне, құралдардың сандық кеңеюінің жетілуі - осының бәрі
жаңа, дамудың үшінші этабын ашады.
ТП АБЖның әріқарай дамуы қазіргі уақытта талаптардың жоғарлауы
олардың тиімділігі мен сапасының әсерімен өтеді. Осы процесте маңызды
рөлі - ол жаңа техникалық құралдар, микропроцессорлар.
Техника күрделі объектіні басқару күйін визуалдық образ түрінде
тікелей және оператор - технологымен жеңіл қабылданатынын кескіндеу
мүмкіндігін береді.
Басқару жүелерінде есептеуіш техника құралдарының қазіргі
математикалық аппараттарын қолдануы және жақсы дайындалған ақпараттық
базасы қоғам алдында өте кең мүмкіншіліктер ашады.
АБЖны халық шаруашылығының әртүрлі салаларына енгізуі жоғарғы
біліктілі мамандарды дайындауын талап етеді, осы жүелерді жобалау
әдістемесін білетін, қазіргі мүмкіншіліктер: есептеуіш техниканың және
берілгендердің тапсырыс кұралдары, алгоритмиялық, бағдарламалық және
ақпараттық АБЖсын қамсыздандыруды әдістеуді білетін және математикалық
әдістерді меңгерген, басқару мақсаттарын шешу мен қою
кезінде пайдаланушы.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Шығарылған газдар мен шикі заттың мінездемесі
Мысты өндіру үшін шикі зат ретінде мысты сульфидтік концентраттар
қолданылады.
Концентраттағы мыс борнит (Си5 Fe S4)- 60% халькозин (Си2 S)-30% және
халькопирит (Си Fe S2) - 10% түрінде болады.
1 - кесте: Концентраттың химиялық құрамы, %
Си Pb Zn
SО2 SО3
Электропеш 400-700 1,8-4,0 0,02-0,3
Конвертор 900-1000 6-12 0,1-0,3
Электробалқудың газ түріндегі өнімдері күкіртті газ түрінде
ұсынылады, балқу процессінде олар 30-45% S дейін өтіледі.
Бірақ газды құрушылар өте араласкан, олардың концентрациясы SO2 1,8
ден 4% дейін, және сондықтан күкірт қышқылды алдын ала бекітілмегендіктен
оларды қайта өндіруге болмайды.
Конвертрлеу процессіндегі күкіртті газдар еншілігіне тагы да 50-60%
Ортақ күкірт санымен өтеді, ішінде қалганнан.
Бірақ конвертрлеу процессінің мерзімділігі үшін, шығарылған
конверторлық газдар түрақсыздығымен, өзгеруіштігімен ( 4тен 12% дейін
(көлемі)) мінезделеді концентрация SO2 кезінде, олардың қайта өндірілуін
күкірт қышқылдығын қиындатады.
Газдың құрамының тұрақталуы үшін күкірт жандырушы қоңдырғылар
пайдаланады. Ол пеш тәріздес болады, оған алдын ала балқытылған
элементарлық күкірт келіп түсіп тұрады. Пештегі температура 1000 °С.
Күкіртті жаққаннан кейін, пештен шығарылған күкіртті газ, газ
жолдарындағы электрофильтрдан шығарылатын конверторлық газдармен араласады.
Күкірт жандырушы қондырғы біркелкі деңгейдегі SO2 шығарылған газдардағы
(12% (көлемі)) ұстап тұруға мүмкіндік береді
1.2 Цехтің жалпы сұлбасы.
Тазартатын бөлімде күкіртті газ құрғақ тазалаудан кейін қалған шаңнан
толық тазалуы тиісті және барлық зиянды қоспалардан, газда булар түрінде
болғандар. Негізінде осы газды су ерітінділерінің күкірт қышқылдығымен
тазартуының арқасында тазарту мұнарада жетіледі, осында сұйықтық пен газдар
арасындағы қажетті контакт қамтамасыз етіледі, бір-біріне қарсы
қозғалушылармен. Осында қалған шаң мен зиянды қоспалардың бір бөлігі толық
жойылады.
Күкіртті газ, тазартатын бөлімнен шығатын, арнайы кептіргіш
мұнарадан кептірілу өтіледі, қайда кептіргіш реагент ретінде 92,5-95%
күкіртті қышқыл қолданылады.
1-ші кептіргіш мұнара. Суарушы қышқылдық бөліп тұратын кішкентай
бактан тозаңдатқыштар арқылы мұнараны суландыруына түседі.
Қышқыл мұнарадан қышқылдық өткізгіштен суаратын мұздатқышқа (O 100 mm,
L3000 мм, салқындату беті 960 м2) түседі.
Қышқыл суарушы мұздатқыш құбырымен астынан үстіне қарай
өтеді. Мұздатқышта салқындатылған, жинаққа өздігінен келіп түседі. Бірінші
кептіріші мұнара жинағы. Қышқылдық жинаққа штуцер (үстінен) арқылы келіп
түседі, екі сифон аркылы шығады. Содан екі сифонға түседі.Кейін екі ортадан
тепкіш насосқа 8Х-9Н типтегі 280м3сағ өндірісімен, 35 м.ст.ж. қысымымен
келіп түседі.
Қышқыл насоспен аяқталады бөліп тұратын кішкентай бакта. Кішкентай бак
қақпағы арқылы кіреді, астынан шығады. Бөліп тұратын кішкентай бактан
қышқыл артылуы дайын өнім қоймасына апарылады және моногидраттық циклына,
абсорберлерге. Газдың ақырғы құрғатуы 2- ші кептіргіш мұнарада болады. 2 -
ші кептіргіш мұнара күкіртті қышқылмен суарылады 2 тозаңдатқыш арқылы 20
м3сағ өнімділігімен. Қышқыл саптаумен ағып кетеді. Суытылған қышқыл екінші
кептіргіш мұнара жинағына бағытталады, бөліп тұратын кішкентай бакта
аяқталады және екіншіні кептіргіш мұнараға тозаңдатқыш арқылы түседі.
Сүйемелдеуге арналған кептіргіш қышқыл концентрациялары екінші
кептіргіш мұнарада норма шектерінде моногидрат суландыру моногидраттық
абсорбер циклінен екінші кептіргіш мұнаралар жинаққа берілуі
алдын ала
ескерілген. Кептірілген газ O 1520 мм газ жүргізгішпен шашыранды ұстап
алғышқа бағытталады.. Шашыранды ұстап алғыш екінші кептіргіш мұнарадан
кейін. Қышқыл шашырандылары, газдың ағынымен көбейтілген екінші кептіргіш
мұнарадан,саптауда кідіреді және шашыранды ұстап алғыштан екінші кептіргіш
мұнара жинағына апарылады. Ылғалдықтан кептірілген газ, қышқыл
бүркіндерінен босатылған, сорып алушы турбогазодувка коллекторына
бағытталады жәнеодан әрі түйіскен бөлімге.
1050-13-1 типтегі турбогазодувкасы, 66000 м3сағ өнімділігімен; 1850
мм.сулар.ст.қысымымен. Турбогазодувкасымен газ құйындатқыш-шашыранды
ұстап алғышқа апарылады. Құйындатқышқа газ тангенциалды
түседі. Май бөлімінен кейін газ екі жылу айырбастаушыға
паралельді бағытталады.
Жылу айырбастаушы қоршаған ортаға жылу шығындарының азаюы үшін
қызмет етеді.
Сырттан аппарат бөлектенген. Габариттер O 4261 мм , Н 10250 mm . SO2
газы бір жылу айырбастаушыда төменнен жоғары қарай кеңістікте
құбыраралықта қозғалады. Ұзындығы бойынша жылу айырбастаушылар жүйелі
және параллельді қосылған. SO3 газы темен жағынан жоғары қарай құбыр
кеңістігімен қозғалады, SO2 газына жылуды құбыраралық кеңістікте береді
және басқа жылу айырбастаушыға түседі. Оны үстіңгі жағынан төмен қарай
жүреді және абсорбцияға абсорбциялық бөлімге келіп түседі. Жылынған
күкіртті газ түйіскен аппаратқа бағытталады.
КЦТ-240 типтегі түйіскен аппараты. Габариті: 0 9020 мм, Н 15785 мм.
Болаттарды сөрелерде 4 қабат түйіскен жиыны жатқызылған. Биіктігі 50 мм
астына жайылатын қабат жиналады.
Аппараттың 3 ішкі жылу айырбастаушысы бар:
1-ші жылу айырбастаушының беті 1860 м 2- ші жылу айырбастаушының беті
805 м2 3-ші жылу айырбастаушының беті 134 м
Күкіртті газ кептіргіш бөлімнен кейін 2- ші керней кеңістікке түседі, ал
содан соң 1-ші орталық жылу айырбастаушыга және 1- ші катализатор
қабатына беріледі.
Катализатор шарбаққа жиналады, орталық құбырдың айналасында орналасқан.
Газ катализатордың 1-ші қабатын жүйелі өтеді, 1-ші жылу.
Айырбастаушының құбыраралық кеңістігі, катализатордың 2-ші
қабатына, 2-ші жылу айырбастаушының құбыраралық кеңістігі,
катализатордың 3-ші қабатына, шиыршықты жылу айырбастаушы және
катализатордың 4- ші қабаты . Түйістірілген газ сыртқы жылу
айырбастаушылардың керней кеңістігіне бағытталады. Түйіскен жүйені
қосу үшін арналған оттық шығаратын жылытқыш орнатқан.
Шығаратын жылытқыш. Габариті: O 2400 мм, Н 8835 мм. Газ отын
жануынан отын жылытқышынан болатты газ жүргізгішпен жылытқыштың
жоғарғы қабылдау камерасына келіп түседі. Қабылдау камерасы жоғары
қызу әсерінен сақтап қалу үшін қызмет етеді. Жылытқыш тағы да
құбыраралық жылытқыш кеңістігінің бағыттарын қабылдауга арналған
камерасы боп табылады, қайда түтіндік газдардың жылуымен
жылытылатын.
Оттық шығаратын жылытқышқа газ өртеуі үшін арналган. Габариті:
O 2500 mm; L5400 мм. Жұмыстан шыққан түтіндік газдар жылытқыштан
түтін тартқышпен түтіндік құбыр арқылы атмосфераға лақтырылады.
Күкіртті ангидридті жылуы. Моногидраттық абсорберде,
салқындаудан кейінгі түйіскен түйін жылу айырбастаушыдағы газ,
құрамында күкіртті ангидрид бар, абсорбциалық бөлімге жұтуға
түседі. Жұту екі сатыда өткізіледі, 1-ші және 2-ші моногидраттық
абсорберлерде. - №1 моногидраттық абсорбер. Абсорбер күкіртті
қышқылмен 2 тозаңдатқыш арқылы 25 мсағ өнімділікпен суарылады.
Моногидрат саптаумен ағып кетеді, абсорбер түбіне жиналады және
шойынды қышқылөткізгішпен суарылатын мұ здатқышқа
апарылады.
№1 моногидраттық абсорберді төмен жағынан жоғары өткеннен
кейін, газ жүргізгішпен: O 1520 х 10 №2 моногидраттық"абсорберге
бағыттайды, ұқсас құрылғымен №1 абсорбермен. №2 абсорберден кейін
газ шашынды ұстап алғышқа бағыттайды. Шашынды ұстап алғыш.
Габариті: O 5500 мм , Н 12200 мм. Шашынды ұстап алғыш саптауынан
өткеннен кейін, моногидрат жинағына апарылады. Газ, мұнараны төмен
жағынан жоғары өткен соң, қышқыл бүркіндерінен босатылады және
атмосфераға лақтырылады.
Кептіргіш -абсорбциалық бөлімінде мықты қышқылдарга арналған
вакуумдық құрылғы бар, насос сальниктері астынан қышқылды
соргызу үшін қызмет етеді.
Вакуум - жинақ. Габариті : O 800 мм , Н 1005 мм. Қышқыл
штучер арқылы түседі, төмен жағынан шығады және моногидрат
жинағына келіп түседі.
1.3 Күкіртті ангидридтің түйіскен бөлімінің
тотығуының технологиялық процесін суреттеу
1.3.1 Тотығу процессінің физика-химиялық негіздері
Түйіскен әдісімен Н2 SО4 өндірісінде SO2 тотығуы:
(1)
Катализатор қатысуымен өтеді. Бұл үшін газды
катализатормен шектесуге ертіп әкеледі. Тотыған SO2 саны
газдағы күкіртті диоксид құрамындағы жалпы үлесіммен
сипатталады.
Әрбір катализатор айқын, мінездемелі айналу дәрежесін ол
үшін
қамсыздандырады. Кәсіпорындарда H2SO4 өндірісі үшін БАВ,
СВД, СВНТ,СВС, ИК-1-4, ТЕ катализаторлары қолданылады.
Өнеркәсіпте кеңіннен СВДжәне СВНТ катализаторлары
қолданылады. Олар күкірт қышқылдық жүйелерді қанауында
жоғарғы технологиялық көрсеткіштерді қамсыздандырады.
1.3.2Тепе-теңділік деңгейінің айналымы
Айналым деңгейі, SO2 катализатор арқылы жетілетін, оның
белсенділігіне, газ құрамына, газдың катализатормен түйіскен
ұзақтылығына, қысымына және басқаға бағынышты.
1.3.2Тепе-теңділік деңгейінің айналымы
Айналым деңгейі, SO2 катализатор арқылы жетілетін, оның
белсенділігіне, газ құрамына, газдың катализатормен түйіскен
ұзақтылығына, қысымына және басқаға бағынышты.
Газ үшін берілген қүрамы теориялық мүмкін, тепе-
теңділік айналымы температурага багынышты және теңдеумен
белгіленген:
(2)
Қайтй Рso2 және Р so3 – SO2 мен SO3 тепе – теңділік
қысымы.
1.3.3 SO2 SO3 тотығу реакциясының жылдамдығы
Мына реакция жылдамдығынан тәуелді болады: күкірт
диоксид саны, уақыт бірлігіне тотығатынды катализатордың
масса бірлігіне, катализатор шығыны,түйіскен аппарат
мөлшерлері және басқа техника - экономикалық процесс
көрсеткіштері.
SO2 тотығу жылдамдығы тұрақты жылдамдықпен сипатталады.
(3)
қайда Ко - коэффициент
Е - активтендірушілік энергиясы Джмоль, Калмоль.
R- эмбебаб газды тұрақтысы 8,326 Джмоль.к немесе 1,98 кал
моль. °С
Т - абсолютті температура, °К
SO2 SO3 тотығу реакциясының активтендіруіііілік Е
энергиясы өте үлкен, сондықтан катализаторсыз гомогендік
тотығу реакциясы жоғарғы температурада да практика түрінде де
жүрмейді. Қатты катализаторлардың қатысуында активтендіруші
энергиясы төмендейді, демек, гетерогенді каталистік реакция
жылдамдығы өседі. Сайып келгенде, катализатор ролі Е
активтендірушілік энергиясының төмендеуінде тұрады.
1.3.4 Түйіскен жиынның түсіп қалуы
SO2 SO3 ға тотығу катализаторлары кремнеземистық синтетикалық
немесе табиғи заттардың белсенді компоненттілермен
тасушыларынан
құралады, олардың химиялық құрамы, U2O5 3K2S207
формуласына әдеттегі
талапқа сай және балқу температурасын бар, тең -382 °С.
Катализатор жұмысының тұрақтылығын қамсыздандыру үшін толтыра
арттырылған катализатор санын дұрыс анықтау маңызды. Тиеуді
формуламен есептейді:
(4)
қайта V к – толтыра арту катализатор көлемі, м3
V r – газ көлемі, м3c.
С – түзу, катализатор белсенділігінің төмендеуін уақытта және
температурада мен газ жылдамдығын қабат қимасымен біркелкісіздігін
ескере отырса.
τ – түйіскен уақыт есеп, сек.
Катализатор қасиеттерінің қанау, олардың техника –
экономикалық көрсеткіштері барлық күкіртті қышқылдық өндірісіне
тәуілді, негізіне регламенттік технологиялық жұмыс тәртібіне
түйіскен бөлімнің сүйемелдеу мүмкіншілігімен байланысты.
1.3.6 Түйіскен аппарат
Түйіскен аппарат болатты цилиндрлік қаңқадан тұрады, оның
орталығында тіреу тұрысы орналасқан, шойынды құбырлардан жиналған.
Аппараттың ішкі диаметрі 8,5 м, жалпы биігі 19,6 м. Бұл
аппараттардың ерекшелігі катализатордың масақтық шарбақта айналма
өндірісінде орналастыруы боп табылады аппарат қаңқасы мен орталық
жылу айырбастаушылардың бөліп тұратын қалталары аралығындағы,
сонымен қатар құбырлы жылу айырбастаушылардың құрлығы орталық
тізбек ішіндегі. Құбыраралық кеңістікте, орталық жылу
айырбастаушыларда тегеріш – сақина типті қалқалар орналастырады.
Соңғы қабат алдында пластиналық жылу айырбастаушы орналасады.
Бірінші қабат үстінде газдар араластырғышын қондырады, қабаттар
арасына естіртпейтін қалқалар қондырылады. Жүктеме катализатормен
тіреу сақиналар арқылы аппарат қаңқасына және орталық тізтекке
бөлінеді.
Күкіртті газ, сыртқы жылу айырбастаушыда алдын ала қыздырылған,
орталық тізбектің төменгі бөліміне штуцер арқылы түседі,
қыздырылады, орталық жылу айырбастаушылардың құбырымен жүйелі өтеді
және араластырғышқа түседі, сонда штуцер арқылы аппарат қақпағында
газ сонымен қатар түседі, пластинкалы жылу айырбастаушыда
жылытылатын
газ бөліміде, орталық жылу айырбастаушылар қасынан араластырғыштан
өтетін.
Газ катализатордың бірінші қабатына түседі, ал содан соң газ
орталық жоғаргы жылу айырбастаушы құбыраралық кеңістігінде
суытылады және жүйелі жорады, екінші қабат орталық төменгі жылу
айырбастаушы құбыраралық кеңістігі, үшінші қабат - пластинкалы және
төртінші қабат, содан төменгі штуцер арқылы аппаратан шығады.
Аппарат жетістігі: газ біркелкі суытылады. Мына аппаратта жылу
айырбастаушы түтіктерін ауыстыруға болады катализатордың түсірулері
мен шарбақ бөлектеуінсіз.
Жетіспеушіліктер: аппарат жетіспеушіліктерінің санына ішкі
контрукциялардың күрделендіруі жатады кабаттар мен орталық жылу
айырбастаушыларда бөліп тұратын қалталардың аралығына қалқаларды
құру
қажеттілігі үшін.
1.3.7 Жылу айырбастау аппараттары
Жылу айырбастаушылар, қайсыларды негізгі газ, күкіртті қышқылдық
цехтің түйіскен бөліміне конвекцияга түсетін, қарсы селімен
қыздырылатын газ, түйіскен аппараттағы катализатордың соңғы
қабатынан шығатын, әдетте сыртқы жылу айырбастаушылар деп атайды,
катализатор қабаттар аралығындағы реакциялық газды қоспаларды
салқындату үшін қызмет ететіндерді аралық деп атайды.
Н2 SO4 өндірісінің түйіскен түйіні жылу жеткізуісіз жұмыс жасайды,
автотермикалық. Сыртқы жылу айырбастаушының температуралық тәртібі
түйіскен түйіннің жылу балансымен анықталады оның
автотермикалық шартмен.
Сыртқы жылу айырбастаушының беті теңдікпен анықталады:
(5)
қайда A - өлшемсіз параметрі, жылу айырбастаушының
қуаттылын сипаттайтын.
К - жылу жеткізу коэффициенті, ккалм2-сағ.
F - жылу айырбас. бетінің ауданы, м3сағ.
Ср - нағыз газ жылу сыйымдылығы жылу айырбастаушының
орта температурасындағы,ккалм3сағ.
k түйіскен аппарат шығуындағы газ температурасы, °С.
түйіскен аппарат кіруіндегі газ температурасы, °С.
- адиабатты газ қыздыруы (газда SO2 құрамына тәуелді),°С.
Хк - SO2% бастапқы конверсия деңгейі.
n - газ температурасының төмендеу қоршаған кеңсткке жылу
шығындар нәтижесіндегі,°С.
Егер өртелетін газ, түйіскен бөлімге ететін, біркелкі күкіртті
қышқылдан тұратын, ол жылу айырбастаушы құбыраралық кеңістігінде
жарым - жартылай қонады, сол себепті құбырлардың қабырғалары жылдам
қиратылады. Реакция өнімдері, сыртқы беттерде құрылушылар, жылу
жеткізу коэффициенты төмендетеді.
Жылу айырбастаушыдағы ангидридтік мұздатқыш, температура 200 -250
°С төмендейді, аласа температура жанында сорылуды
күкірт триоксидасы жүргізеді.
Сондықтан газ ангидридтік мұздатқышта қосымша суылады. Мұ-
здатқышта күкіртті қышқыл әдетте конденсацияланады, су булар мен
SO3 әсерінен
құрушы, газда ұстаушы. Процес мүмкіншілігі газдағы су
буларының санымен және су немесе ауаның салқындатушы
температурасымен
анықталады. Салқындатушы су өте төменгі температурасында немесе көп
газ
дымқылдығы будың конденсация процессі барысында мұздатқыш
құбырларының беттерінде бу тойғандығы пайда болғанда мөлшерді
шамадан асырады себебі күкіртті қышқыл тұман құрылады.
Жылытқыш болатты цилиндрден тұрады жоғарғы және төменгі
шарбақтардан, оларға түтіктер жаншып қадаған.
Жылытқыш жоғарыдан төмен диоксидті қыздырады, бірақ тек
бірғана аралық кеңістікте, 300 - 350 °С қа дейін суытылады және
түтіндік құбырға бағыттайды. Газды қоспа, жылытқыш құбыраралық
кеңістікке төменгі жағынан 50-60 оС пен түседі, 450-500 °С ке
дейін қыздырылады.
2 АРНАЙЫБӨЛІМ
2.1 Автоматтандырылған бақылаудың және түйіскен аппаратындағы тотығу
процессінің басқару қажеттілігінің
негіздемелері
Қазіргі кезеңде кәсіптің кез келген өнеркәсіп саласының алдында еңбек
өнімділігінің, энергоресурстар үнемдеуінің тұрақты жоғарылау мақсаттарын
қояды және ақырғы өнім өзіндік құнының төмендеуі сияқты. Барлық осы
эрсипатындағы мақсаттарды шешуге - механикаландыру және технологиялық
процестерді автоматтандыруы мүмкіндігін береді.
Автоматтандырылған жүйені енгізу нәтижесінде, сонымен қатар
күкіртті қышқыл цехінда Иртыштік мысерітуші зауыт шарттарында келесі
мақсаттар жетіледі:
1) Процес параметрлерін бақылау, линеаризациялау және аналогтық
пен дискреттік сигналдарды масштабтауы ішкі жүйелер арқасында
хабар жинауы іске асады, көрсеткіштердің барлық түрлерін және
өлшеу түрлендіргіштерді қоса алғанда;
2) Көрсеткіштерден алғашқы ақпаратты жинау мен өңдеу және,
елестету құрылғыларында ақпаратты ұсынудың басқару процесін
бағалау үшін;
3) Есеп қисап пен техника-экономикалық көрсеткіштерді
ықшамдау;
4) Процес параметрлерін автоматтық түзету - атқару механизмдерге
басқарушы әсерлерді беру;
5) Апаттарды дер кезінде қақпайлау мүмкіншілігі - құрылғылардың
автоматты сөндірілу жолдарымен, операторларды ескертуі
жарықтық және дыбыстық сигналдардың көмегімен; Кешеннің технологиялық
сұлбасымен сәйкестігінде кептірілген газ кептіруші мұнаралардың
иелімінен түйіскен аппараттарға тотығуға түседі.
Мүмкіндік облысы технологиялық кешенмен түйісуі бөлек объектінің
жұмыс жасауы процестің өзіне меншікті мінездемелерімен және кешен ішкі
жүйелер аралық материалдық селдер байланысының шарттарымен
анықталады.
Түйісу процесінің мақсаты күкіртті ангидридтің күкіртке тотығуы жоғарғы
деңгейге жетуі болып табылады процестерді басқару облыстарының мүмкіні
есепке алынады.
Күкіртті ангидридтің күкіртке тотығуы айқын гидродинамикалық жэне
жылулық тэртіптерімен жылжымас қабатында (7) реакциямен түйіскен жиында
өтеді.
(6)
SO2 SОз ке тотығу процессінің жылдамдығьі тәртіп температурасына
бағынышты. Аппараттағы температура санынан және түсетін газ
концентрациясына бағынышты. Күкіртті газдағы SO2 концентрациясы
температураға көптеген әсер көрсетеді. SO2 концентрациясы неғұрлым
жоғары болса, солғұрлым көп жылулық көлем бірлігіне бөлінеді SO2 тотығу
(экзотермикалық)реакциясының нәтижесінде. (7% SO2) күкіртті газдың
жаңаға әсері уақытында, түйіскен жиынды аппараттағы температура 700 °С
дейін жоғарылай алады. Осыдан түйіскен жиынның пісірілуі болады.
5) Сондықтан дер кезінде жылу бөлігін реакциялық аймақтан алып тастауы
қажет.
Адиабаттық процесті түйіскен аппарат қабаттарындағы температура
үлесімді мағынаға жету уақытына дейін жүргізеді, тотығудың жоғарғы
деңгейін қамтамасыз етуін. Содан кейін есеп-қисаппен жылуды апаруды
бастайды, күкіртті ангидридтің күкірттке тотығу процесі әр қабатта
үлесімді
температурада жүруі үшін.
SO2 тотығу процессінің негізгі көрсеткіштері түйісу деңгейі мен
агрегаттардың өнімділігі боп табылады.
Технологиялық процессті басқару үшін бірінші қабатқа кірудегі салқын
газдың өтетін сызықтары және ішкі жылу айырбастаушыларға екіншінің
алдында, үшіншінің, түйіскен жиынның төртінші қабаттарының алдында
қарастырылған, сонымен қатар газ шығынының аппарат арқылы және шығу
жылытқыштардағы газ жылуының өзгеруі.
Басқару объектісінің жағдайы (шартты аппараттың) келесі
өзгергіштермен сипатталады:
1 Газдағы SO2 концентрациясымен түйіскен аппараттың кіруіндегі.
2 Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың і —
қабатындағы(і=1:4).
3 Шығудағы температурасы түйіскен аппараттың j-қабатынан.
4. Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың
ішкі жылу,
айырбастаушысына (j =1:3).
5. Шығудағы температурасы j - ішкі жылу айьірбастаушының.
6. Қысымның құламасымен түйіскен аппараттың і -қабатында.
7. Газдағы SО2 концентрациясымен түйіскен аппараттың шығуында.
.
2.3 Түйіскен бөлімнің автоматтандырылудың қазіргі замандағы
жағдайының талдауы
Осы уақытта түйіскен аппаратпен басқару оператормен жүзеге асады
автоматты бақылау қолдануымен және бөлек технологиялық өзгергіштерді
жергілікті жөнге салуымен. .
Автоматтандыру сұлбасыңда бақылаудың келесі өзгергіштері ескерілген:
1. Кіру температурасы түйіскен аппараттың і-қабатына (і =1:4).
2. Газдағы SO2 концентрациясымен түйіскен аппараттың кіруінде.
3. Шығу температурасы түйіскен аппараттың і-қабатына.
4. Кіру температурасы түйіскен аппараттың J-ішкі жылу
айырбастаушысына (j =1:3).
5. Шығу температурасы түйіскен аппараттың j-ішкі жылу
айырбастаушысына.
6. Түйіскен аппараттың і - қабатындағы қысым қүламасы.
7. Газдағы SОз концентрациясымен түйіскен аппараттың
шығуындағы.
8. Е түйісу деңгейі.
9. Катализатордың ескіруі.
10.Q газдың шығыны.
Қазіргі уақытта автоматты жөнге салуды келесі өзгергіштермен жүзеге
асады:
1. Газдағы SO2 концентрациясы түйіскен аппараттың кіруінде.
2. Газдағы SОз концентрациясы түйіскен аппараттың шығуында.
3. Кірудегі температурасы түйіскен аппараттың і - қабатында.
4. Шығудағы температурасы түйіскен аппараттың і -қабатында.
5. Газ шығыны.
6. Түйісудің деңгейі.
Себебі автоматты басқару жүйелерін енгізу процессінде бөлек
технологиялық өзгергіштер қолданылады, бақылау және осы өзгергіштерді
жөнге салуы көрсеткіштер, термобулар және басқа жүйелері арқылы
оператормен жүзеге асады. .
2.4 Күкіртті ангидридтің тотығу процессін басқарудың мақсаттарының
қойылымы
Технологиялық кешеннің негізгі процессі күкіртті газдан күкірт
қышқылының өндірісі боп түйіскен аппараттағы күкіртті газдың тотығу
процесі боп табылады.
Күкіртті газдар қүраммен, температура және шығын мінездемелерімен,
тазалау операция қатарларынан өткен соң, тотығуға төрт қабатты КЦТ-240
маркалы түйіскен аппаратқа түседі орталық жылу айырбастаушылармен
бірінші, екіншіні, үшінші қабаттардан кейін және шыдамды жылу
айырбастаушылармен. БАВ маркалы түйіскен аппарат төрт қабатты әрбір
қабаты 7,5 тоннадан түйіскен жиыннан тұрады. Тотығу процесі түйіскен
жиынның төрт қабатында жүйелі өтеді.
Газдың тотығу процессінің жүру барысында әсері салқын газдың
бірінші қабатқа кірудегі өтілітін жолымен жүзеге асады, және жылу
айырбастаушыға төртінші қабат аддында, шыдамды жылу айырбастаушылардың
жұмыс тәртібін ауыстырып қосуы жүйеліден өзгергішке температураны жөнге
салу мақсатымен екінші және үшінші қабаттарда, аппарат, шығу
жылытқыштарындағы газды жылыту арқылы газдың шығынын өзгерту.
Түйіскен аппараттың негізгі көрсеткіші тотығу деңгейі мен SO2
өнімділік тотығу саны боп табылады. Технологиялық процесс жолын
анықтаушы факторлар тотығуға кіруші газ құрамы, аппаратқа жүктемелер,
қабаттардың кірудегі және шығудағы температурасы, түйіскен жиынның
белсенділігі, гидродинамикалық тәртібі және басқалары боп табылады.
Осы өзгергіштердің жартысы тоқтаусыз немесе дискретті бақыланады
(Cso ТІН ТI концентрациясы, газдың Q, Е түйісу деңгейі). Ол процессті
бақылау координаттарының тобын құрайды. Басқа өзгергіштердің бөлімі
(оттек концентрациясы, катализатордың ескіруі және басқалар)
бақыланбайтын параметрлер тобын құрайды. Катализатордың ескіруі,
мінездемелердің өзгеруі газдың тотығуына түсетін және басқа ашу
кернеулер түйіскен аппараттағы технологиялық процес мінездемелерінің
дрейфіне әкеледі.
Сондай ақ, қаралатын объект көп өлшемді инерциялық бөлінген
кеңістіктегі агрегаттың басқару объектісі параметрлерімен боп табылады.
Келтірілген объект ерекшеліктері келесі бейнемен басқару мақсатын
қисынға келтіруге рұқсат етеді: технологиялық процесстің басқарылуы
келесідей қажет, шектеріне берілген шек түйісу деңгейінің өзгеруі және
қабаттарда тотыгу процессінің өту шарттары температурамен, агрегат
өнімділігі SO2 тотығаны барынша жоғаргы болуы тиіс.
Басқарудың қойылған мақсаттарын шешу үшін түйіскен аппараттың
математикалық моделін құру қажет және ықшамдау белгілерін таңдау қажет.
2.4.1 Тиімдеу критериялы
Тиімді басқарудың түйісудің просесінің негізгі критериялары,
күкіртті ангедриттің күкіртке тотығу деңгейін таңдаймы
Ол түйіскен қабаттың температуралық тәртібін, газдың кұрамын,
түйіскен аппаратқа газдың жүктемелерін және SO2 концентрациясын
ескереді.
(7)
қайда - барлық аппараттағы тотығу деңгейі
Т - түйіскен аппараттың қабатына кіруіндегі температура
С - газдық қоспасындағы SO2 концентрациясы
Q - түйіскен аппаратқа газдың шығыны
2.5 і-қабатының кірудегі үйлесімді температурасының есеп-
қисабының алгоритмы
Кірудегі і - қабаттың үйлесімді температурасының есеп-қисап блок-схемасы
1суретте келтірілген.
Ол келесі блоктарды орындайды:
1- блок
Көрсеткіштер және ағымды ақпаратты алдын ала өңдеу сүрауын жүзеге
асырады, көрсеткіштер мен түрлендіргіштерден УВМ ға түсетін.
2 - блок
і - қабаттың үйлесімді температурасының есеп-қисабын өндіреді.
3-блок
Т ауу талдауын өндіреді Тқос шекті мүмкін мағыналарынан.
Т Тқосі шарттарыны ң орындалуында 5-блокқа өтеді, басқаша 4-блокқа.
4-блок
есеп аиыратын мағынасын түзетуді арту жағына жүзеге асырады.
5-блок
Т Тспек дан талдауын қамтамасыз етеді. Т Тспек
шарттарының
орындалу кезінде 7-блокқа өтеді, басқаша 6-блокқа.
6-блок
түзетуді кему жағына жүзеге асырады.
7-блоК
Т шығу температурасының есеп-қисабын жасайды.
8-блок
Т Тспек дан ауу талдауын қамтамасыз етеді. Т Тспек шарттарының
орындалу кезінде 9-блокқа өтеді, басқаша 4-блокқа.
9-блок
Әсер етуші басқарушыны беру және қалыптастыру.
Кірудегі і-қабатының үлесімділік температурасының есептесу блок-сызбасы
Стр34
2.6 Ақпараттық қамтамасыз ету
Ақпараттық жүйе алғашқы технологиялық процесстің өтілуі, құралдар
жағдайы және оның дайын түрде қолдануға арналғанын тапсыру ақпаратын
жинау мен өңдеу үшін қамсыздандырады, және барлық басқару жүйелесінің
дұрыс жұмыс жасауын қамтамасыз етеді. Ақпараттық жүйе көрсеткіштерден
ақпарат жинауды, оны өңдеуді, сақтауды жүзеге асырады. Ол өлшеу
каналдарының және жабдықтар жағдайының диагностикасын өткізеді.
Оператор командаларының қабылдауын және прцесс жағдайлары туралы
хабардың шығуын қамсыздандырады, ақпараттық сілемдерге қатынау қызмет
мақсаттарын орындайды.
Берілген жобаны енгізу үшін төменгі деңгейді автоматтау құралдары
қажет:
Термоөзгертуші ТХА - 0292-3150 40 шт.
Артық қысым көрсеткіштері Метран - Ех - 43 - ДИ 15 шт.
Қысым ауысу көрсеткіштері Метран - 43 - Ех - ДД - 343 5 1 шт
SO2 концентрациясының өлшеу көрсеткіштері ГИАМ-10-09 1 шт.
Орындаушы механизмдер МиМ - П - 300 4 шт
Жағдайдың дистанциялық көрсеткіші ДУП 8 шт
Жоғарыда ұсынылған құралдардан, есептеуіш кешенін Schlumberger
Technologies анғылшын фирмасының IMP 3595 контроллерын пайдалану
негізінде таңдаймыз.
Берілген мақсатты шешу үшін қажет:
Кіру аналогты блоктар IMP 35951А (по 20 входов каждый ) 3 шт.
Кіру цифрлы блоктар IMP 35952A (по 20 входов каждый) 1 шт.
Шығу дискреттті блоктар IMP 35951D (по 4 входа каждый) 1 шт.
2.7 Техникалық қамтамасыз ету
Кез келген объектімен басқару жүйесінің техникалық
құралдарын
таңдау: автоматтандыру, соның ішінде және СКЦ, талаптар қатарына
негізделген: ақпараттық, ұйымдық, математикалық, техникалық,
экономикалық. Барлық талаптар, қалай болғанда да, автоматтандыру
объектісінің сыйысушылығын, техникалық құралдарды және адамдарды
қамтамасыз етуіне бағытталған.
Техникалық құралдардың ақпараттық сыйысушылығы толық немесе
жарым-жартылай (таңдалған диапозонда) хабарды ұсынулары
формулаларының сәйкес келуімен, машиналы тасушылар түрлерімен,
тілдерімен, кодтарымен қамтамасыз етіледі.
Ұйымдық талаптар КТС құрылымының басқару объектісінің құрылымымен
және оларды басқару технологияларының сәйкестігінде болады, КТС
дамуының өзгеру мүмкінш сонымен қатар негізгі
технологиялық басқару функцияларының автоматтандыру орындауын
қамтамасыз етуінде.
Техникалық қамтамасыз ету талаптары басқару жүйелерінің негізгі
мақсаттарын жеткілікті жылдам шешуі; операторлардың қатынасын
жеңілдетуі, КТСтен қызмет етуші персоналдың КТС қатынасының үлкен
қабілеттілігі; ақпараттық тоғысудың өз аралық әртүрлі техникалық
құралдар мүмкіншілігі боп табылады.
Техникалық және бағдарламалық IMP 3595 құралдарының кешені
технологиялық процестермен басқару жүйелерін құру және химиядағы,
металлургиядағы, энергетикадағы, нефтегазкэсіпшілігінде, станок жасауда
және басқа халық шаруашылық салаларында КИП және А щитсыздық жүйелері
үшін арналған.
Кешен IMP 3595 контроллерларын әртүрлі кескін үйлесімділіктегіні,
желілі жабдықтауды өзіне қосады.
Берілген дипломдық жұмыста Schlumberger Technologies фирмаларының
микропроцессорлық техникасының блок мінездемелері келтірілген.
ИМП мінездемелері
35951А - ИМП аналогты сигналдарды өлшеу үшін
Каналдар саны 20
Ауыстыру:
қаттыденелі, 3 полюсті
Сигналды ауыстырудың ең жоғарғы деңгейі: ±12В
Тұрақты, артық тиеуге қарсы қорғау: 50В
Синфаздық тәртібі (common ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz