- •Реферат
- •Содержание
- •Введение
- •1 Литературный обзор
- •1.1 Физико-химические свойства серной кислоты
- •1.2 Методы получения серной кислоты
- •1.3 Методы охлаждения серной кислоты в теплообменниках
- •1.4 Физико-химические основы производства серной кислоты
- •1.4.1 Физико-химические основы процесса очистки газа
- •1.4.2 Физико-химические основы осушки газа
- •1.4.3 Потери сернистого ангидрида с сушильной кислотой
- •1.4.4 Физико-химические основы процесса окисления сернистого ангидрида
- •1.4.4 Физико-химические основы процесса абсорбции серного ангидрида
- •2 Описание технологического процесса производства контактной серной кислоты
- •2.1 Специальная очистка газа
- •2.1.1 Основы очистки газа в промывном отделении
- •2.1.2 Очистка от тумана серной кислоты
- •2.2 Осушка газа в башнях с насадкой, орошаемых крепкой серной кислотой
- •2.3 Окисление сернистого ангидрида до серного на поверхности ванадиевого катализатора
- •2.3.1 Сущность технологического процесса контактного отделения
- •2.4 Поглощение серного ангидрида в абсорберах, орошаемых моногидратом
- •3 Реконструкция холодильного оборудования сушильно-абсорбционного отделения
- •4 Технологические расчеты
- •4.1 Расчет материального баланса сушильно-абсорбционного отделения
- •4.1.1 Расчет материального баланса осушки газа
- •4.1.2 Расчет материального баланса абсорбции серного ангидрида
- •4.2 Тепловой расчет сушильно-абсорбционного отделения
- •4.2.1 Тепловой расчет сушильной башни
- •4.2.2 Тепловой расчет моногидратного абсорбера
- •4.2.3 Конструктивный и гидравлический расчет моногидратного абсорбера
- •4.3 Конструктивный расчет пластинчатого холодильника «Альфа-Лаваль»
- •4.3.1 Расчет поверхности теплообмена
- •4.3.2. Расчет схемы компоновки пластин
- •4.3.3 Расчет гидравлических сопротивлений
- •4.4 Расчет материального баланса контактного отделения
- •4.4.1 Расчет материального баланса контактного узла
- •4.5 Тепловой расчет контактного узла
- •433 Tх5 273 (tабс )
- •433 329 273 (Tабс )
- •433 Tх5 243 (tабс )
- •433 306 243 (Tабс )
- •39 119 Нм3/ч (0,82 Vисх.)
- •5 Безопасность жизнедеятельности
- •5.1 Краткая характеристика производства
- •5.2 Характеристика основных опасностей производства и условий труда
- •5.3 Обеспечение безопасности работы
- •5.3.1 Электробезопасность
- •5.3.2 Освещенность проектируемого цеха
- •5.3.3 Защита от шума и вибраций
- •5.3.4 Вентиляция и аспирация
- •5.3.5 Микроклимат рабочей зоны проектируемого цеха
- •5.3.6 Эргономика рабочего места
- •Р ис. 5.2. Зона досягаемости моторного поля в горизонтальной плоскости при высоте рабочей поверхности над полом 725мм
- •5.3.6.1 Требования к размещению технических устройств и рабочих мест
- •5.4 Пожаробезопасность
- •5.5 Требования безопасности в аварийных ситуациях
- •Выводы по разделу проекта бжд:
- •6 Технико-экономические расчеты
- •6.1 Расчет общей суммы капитальных вложений
- •6.2 Расчет амортизационных отчислений
- •6.3 Расчет материальных затрат в проектном варианте
- •6.4 Расчет численности работающих и фонда заработной платы
- •6.5 Расчет накладных расходов
- •6.6 Расчет изменения себестоимости продукции
- •6.7 Расчет показателей экономической эффективности инвестиций
- •Заключение
- •Библиографический список
2.2 Осушка газа в башнях с насадкой, орошаемых крепкой серной кислотой
В промывном отделении газ обильно орошается слабой серной кислотой. В связи с этим из отделения газ выходит очищенный от различных примесей, но сильно увлажненный; газ содержит тем больше влаги, чем больше его температура на выходе из промывного отделения.
Влажный газ, содержащий сернистый ангидрид, при низких температурах вызывает сильную коррозию нагнетателей газа, аппаратуры, теплообменников, газоходов контактного узла, которые выполнены из обычной стали. Кроме того, наличие влаги в газе после окисления сернистого ангидрида приводит к образованию сернокислотного тумана, который не улавливается абсорбционной системой, что вызывает большие потери серной кислоты и загрязнение окружающей атмосферы. Поэтому газ до поступления в контактные аппараты на окисление должен быть осушен.
Процесс осушки газа основан на способности концентрированной серной кислоты интенсивно поглощать влагу. Осушка газа производится серной кислотой с концентрацией 92,5 - 95% H2SO4, над которой давление паров воды достаточно мало. Водные растворы серной кислоты при температурах далеких от точек кипения, выделяют лишь пары воды.
С повышением концентрации кислоты (при неизменной температуре) упругость водяных паров над серной кислотой понижается. Концентрированные растворы серной кислоты при низких температурах имеют очень высокую упругость водяных паров. На этом основано применение концентрированной серной кислоты для сушки газов.
Пары воды не оказывают вредного влияния на контактную массу, но их присутствие в газе приводит к образованию и конденсации тумана серной кислоты, который разрушает аппаратуру, вызывая коррозию, ведет к образованию окалины, которая забивает поры контактной массы, за счет чего повышается гидравлическое сопротивление аппаратов. Поглощение паров воды в сушильной башне связано, так как, поглощая воду, кислота нагревается и испаряется. С увеличением температуры и концентрации орошающей кислоты растет количество образующегося тумана. Образующийся туман наносит дополнительный вред аппаратуре и не улавливается в абсорбционном отделении, выбрасывается в атмосферу с выхлопными газами и увеличивает потери серы, снижая извлечение серы в товарную кислоту. Одновременно с поглощением влаги происходит и поглощение кислотой сернистого ангидрида (SO2), чем выше концентрация кислоты и ниже ее температура, тем больше потери сернистого ангидрида. При увеличении концентрации орошающей кислоты с 93 % до 97 % потери SO2, за счет растворения его в кислоте, увеличиваются более чем в шесть раз. Таким образом, концентрацию орошающей кислоты поддерживают в пределах 92,5 – 94 %.
Осушка газа производится в одной сушильной башне, футерованной кислотостойким кирпичом, в качестве насадки используются керамические кольца Рашига и керамическая седловидная насадка «Инталокс». Газ входит в нижнюю часть башни под колосниковую решетку. Газ, пройдя смачиваемую кислотой насадку, выходит через верхний штуцер. Башня орошается кислотой через трубчатую оросительную систему кислоты. Кислота из сушильной башни стекает в горизонтальный футерованный сборник, откуда насосами через холодильники подается в оросительный коллектор на орошение башни.
Орошающая сушильную башню, кислота за счет поглощения влаги газа расслабляется. В целях поддержания постоянной концентрации кислоты в пределах 93% H2SO4, ее закрепляют 98%-ой кислотой моногидратного абсорбера. При этом образующийся избыток кислоты выводится из цикла орошения на склад, как продукционная 93%-ая серная кислота.
Конечным показателем работы сушильной башни является содержание влаги и тумана серной кислоты в газе, наличие которых не должно превышать соответственно 0.02% и 0.005 г/м3 [5].
Основные показатели технологического режима осушки газа:
Содержание в газе после сушильной башни:
Влаги - не более 0,02%
Мышьяка - не более 0,002 г/нм3
Тумана кислоты - не более 0,005 г/нм3
Концентрация орошающей кислоты - 92,5 - 94%
Температура газа на входе - не более 280 С
Температура газа на выходе - не более 650 С
Температура орошающей кислоты на входе - не более 500 С
Температура орошающей кислоты на выходе - не более 650 С;
Сопротивление сушильной башни - не более 250 мм в.ст.
Для транспортировки технологического газа по всей системе сернокислотного цеха установлены нагнетатели газа (турбогазодувки).
Контактные узлы и вся последующая по схеме аппаратура работает под давлением; вся аппаратура, находящаяся до нагнетателей, находится под разряжением. Во избежание образования тумана серной кислоты в наружных теплообменниках контактных узлов, не допускается подсос воздуха в промежутках от сушильной башни до нагнетателей газа.
Мельчайшие брызги кислоты, которые не улавливаются в брызгоуловителе, под действием центробежной силы в нагнетателях укрупняются и уносятся с газом в маслоотделитель, где улавливаются в виде конденсата.
Газ из сушильной башни нагнетателем подается в контактные узлы, состоящие из двух наружных теплообменников, контактного аппарата с двумя выносными промежуточными теплообменниками (после первого и второго слоев), одним встроенным теплообменником (после третьего слоя) и пускового подогревателя с топкой.