Производство разбавленной азотной кислоты по схеме АК-72: отделение окисления аммиака
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
лладиевый катализатор АПК-2. После каталитического разложения выхлопные газы, содержащие до 0,008% оксидов азота при температуре 750С, поступают в рекуперационную турбину 5, входящую в состав газотурбинного агрегата. Здесь тепловая энергия выхлопных газов преобразуется в механическую с одновременным снижением давления газа до 0,95-1,05МПа. Энергия, вырабатываемая в газовой турбине, используется для привода компрессоров 12 и 23 (нитрозного и воздушного).
Описание основного оборудования:
.Аппарат для очистки атмосферного воздуха - прямоугольный аппарат, корпус изготовлен из двухслойной стали, внутри размещены фильтры грубой очистки ФГО-1,8 и 90 фильтров тонкой очистки Д 33-кл. работает при разрежении 5 кПа, расход воздуха до 220 тыс. м3/ч.
2.Испарители аммиака ИТГ-500 - кожухотрубчатые многоходовые теплообменники из углеродистой стали. В трубках циркулирует вода, в межтрубном пространстве - испаряющийся жидкий аммиак. Давление в межтрубном пространстве 1,6 МПа, температура до - 25 0С; в трубках - 1,0 МПа, температура до 30 0С
3.Газотурбинный турбокомпрессорный агрегат ГТТ-12. В состав агрегата входят воздушный осевой компрессор, центробежный нагнетатель нитрозного газа, газовая турбина, включающая турбины высокого и низкого давления, паровая турбина.
4.Контактный аппарат. Под контактным аппаратом размещены пароперегреватель и испарительный пакет котла - утилизатора. В рубашку аппарата подается воздух, который смешивается с аммиаком в смесителе, встроенным в контактный аппарат. Внутри аппарата под контактными сетками размещены 52 фильтра тонкой очистки аммиачно-воздушной смеси и розжиговое устройство. Платиноидные сетки укладывают на колосниковую конструкцию. В стационарное розжиговое устройство подается азотводородная смесь. Раiетное давление 0,394 МПа, давление гидроиспытания 0,739 МПа, температура на катализаторе 850-880 0С
5.Холодильники-конденсаторы представляют собой кожухотрубчатые теплообменники с водяной рубашкой. Нитрозные газы подаются в трубки, оборотная вода - в межтрубное пространство.
6.Газовый промыватель - вертикальный аппарат колонного типа, выполненный из стали. Состоит из двух параллельно работающих секций.
7.Абсорбционная колонна. В колонне размещены 45 тарелок ситчатого типа, 25 нижних тарелок снабжены охлаждающими змеевиками. С 1-ой по 10-ю тарелки имеют две зоны контакта фаз, перелив осуществляется через патрубки с "зонтами"; с 11-ой по 25-ю тарелки имеют перегородки для организации направленного потока жидкости, с 26-ой по 45-ю тарелки характеризуются спиральным током жидкости и переливом в приемный карман нижележащей тарелки.
8.Реактор каталитической очистки - горизонтальный цилиндрический аппарат. В кольцевое пространство между наружным и внутренним корпусом сверху вниз поступает выхлопной газ при температуре 480-500 0С, во внутренний корпус - смесь его с природным газом. Во внутреннем корпусе размещается двухступенчатый катализатор.
9.Подогреватель выхлопного газа ПВГ-1200 состоит из конвективного и радиационного теплообменников. В конвективном теплообменнике осуществляется нагревание от 50 до 310 0С, в радиационном - от 310 до 500 0С. В поде корпуса установлены горелки для природного газа. Каракас выполнен из углеродистой стали, шахта радиационной части футерована легковесным кирпичом, конвективной части - шамотным кирпичом.
10.Котел-утилизатор предназначен для утилизации тепла нитрозных газов с выработкой энергетического пара давлением 3,92 МПа и температурой 440 0С. Включает два испарительных пакета, два пароперегревателя, размещенных в корпусах контактных аппаратов, один экономайзер, где питательная вода подогревается от 150 до 2500С, а температура нитрозных газов снижается до 200-230 0С.
3.3 Раiеты технологических процессов
3.3.1 Раiеты материальных балансов процессов
Для проведения технологических раiетов агрегата АК-72 определяем следующие исходные данные:
производительность агрегата в переiёте на моногидрат азотной
кислоты, тыс. т/год 380;
число гарантированных часов работы агрегата в течение
года, час 7920;
среднечасовая производительность, т/час 47,98
концентрация продукционной кислоты, масс. % 58,0
рабочее давление (абсолютное), 0,35;
среднее барометрическое давление, кПа 100;
степень конверсии ?к, д. е.0,96;
степень абсорбции окислов азота, ?адс, д. е.0,99.
состав газа на входе в контактный узел, %об.:
аммиак 9,56
воздух, в т. ч.90,44
кислород 18,69
азот 71,45
вода 1,44
Раiет ведется на часовую производительность моногидрата азотной кислоты (100 % HNO3).
Раiет контактного узла
Вычисляем количество аммиака, необходимого для получения 47,98 т моногидрата. Из балансового уравнения производства азотной кислоты
3 + 2O2 = HNO3 + H2O
следует, что 1 кмоль HNO3 образуется из 1 кмоль аммиака. Это позволяет вычислить объем аммиака по формуле:
,
Где m - масса моногидрата, кг; hа, hк - степень абсорбции и степень конверсии аммиака, д. е.
NH3 = 22.4*47980/63*0.96*0.99 = 17949.87 м3/ч
Вычисляем объем воздуха, необходимый для производства 1000 кг моногидрата:
,
где - содержание аммиака в АВС, об. %
в = 17949,87 (100-9,56) /9,56 = 169810,27 м3/ч
Объемы поступающих с воздухом компонентов:
- водяных паров
VH2O = VвaH2O = 169810.27*0.0144= 2703,75 м3/ч,
где - количество водяных паров в воздухе;
Аналогично опре