- •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
4.5 Тепловой расчет контактного узла
Температура газа, поступающего на абсорбцию (после 4-го слоя катализатора), определяется по уравнению:
tабс = tнач + λ × Х, [4, стр. 518] (4.5.1)
где
tнач – температура газа, поступающего в контактный узел, °С;
λ - максимальное увеличение температуры газа (в град), отвечающее изменению степени превращения Х от 0 до 1 в адиабатических
условиях;
Х – конечная степень превращения SO2 в SO3, %.
tабс = 60 + 217,5 × = 273,15 °С
Газ после 3-го слоя катализатора охлаждается во встроенном теплообменнике частью исходного газа, подаваемого в трубки встроенного теплообменника по байпасному газоходу 219 – 5.5 – 600 ст; 400 ст.
Исходный газ во внешних теплообменниках Т251/1-3 нагревается теплом газа после 4-го и 3-го слоев катализатора.
Уравнение теплового баланса для внешних теплообменников можно представить следующим образом:
Vисх ×Ср × (tх – 60) = Q4 + Q3, (4.5.2)
где Vисх – объем газа, поступающего в контактный узел, нм3/ч;
Ср - теплоемкость газа, ккал/нм3·ч;
tх – температура газа на выходе из межтрубного пространства внешнего теплообменника Т251/3 (вход в межтрубное пространство теплообменника после 2-го слоя катализатора Т252),°С;
Q3 – тепло газа после 3-го слоя катализатора, снимаемое во встроенном теплообменнике, ккал/ч;
Q4 - тепло газа после 4-го слоя катализатора, снимаемое во внешних теплообменниках Т251/1-3, ккал/ч.
Q3 = V3 × Ср × , (4.5.3)
где V3 – объем газа после 3-го слоя катализатора, нм3/ч;
- температура газа после 3-го слоя катализатора, °С;
- температура газа на входе на 4-й слой катализатора, °С
Q3 = 45 933 × Ср × ,
Q4 = V4 × Ср × , (4.5.4)
где V4 – объем газа после 4-го слоя катализатора, нм3/ч;
- температура газа после 4-го слоя катализатора, °С;
- температура газа, поступающего на абсорбцию, °С
Q4= 45 915 × Ср ×
Подставляя значения в уравнение теплового баланса, получаем его в следующем виде:
47 706 ×Ср × (tх – 60) = 45 915 × Ср × + 45 933 × Ср ×
Для ориентировочных расчетов теплоемкостью газов пренебрегаем.
Решая уравнение, находим:
tх = 243 °С
Поверхность теплообмена внешних теплообменников определяется с учетом потерь тепла наружной поверхностью оборудования и газоходов контактного узла.
Потери тепла оборудованием и газоходами контактного узла принимаем 30°С.
Температура газа, поступающего на абсорбцию, с учетом теплопотерь:
tабс = 60 + 217,5 × = 273,15 – 30 = 243 °С
Следовательно, температура газа на выходе из межтрубного пространства теплообменника Т251/3, с учетом теплопотерь tх пот может быть определена из уравнения теплового баланса:
47 706 ×Ср × (tх пот–60) = 45 915 × Ср × + 45 933 × Ср ×
Отсюда:
tх пот = 272 °С
Часть исходного газа (Vб), после теплообменника Т251/1 поступает в трубное пространство встроенного теплообменника после 3-го слоя катализатора.
Принимаем, что:
Vб = 18 % от Vисх. = 47 706 × = 8 587 нм3/ч
Объем газа, поступающий в межтрубное пространство теплообменников Т251/2, Т251/3, Т252 и Т253 составит:
47 706 – 8 587 = 39 119 нм3/ч,
что составляет 0,82 V исх.
Тепловая схема внешних теплообменников Т251/1-3 (без учета теплопотерь):