Регенерация азотной и серной кислоты

Sкр>[pic]=3,3, то происходит образование тумана серной кислоты.

Концентрация кислот во второй ступени для работы концентратора в режиме без

образования тумана серной кислоты должна составлять 85-90% масс,

температура 240 ОС.

Аналитическое определение числа ступеней, концентрации и температур

H2SO4 на ступенях концентратора, работающего без образования тумана,

представлено в таблице .

Таблица №18 - Число ступеней, концентрации и температуры серной

кислоты на ступенях концентратора.

| |Ступени концентратора |

| |1 |2 |3 |4 |5 |

| | | | | | |

|1. Температура газа, ОС | | | | | |

|на входе |850 |230 |210 |190 |175 |

|на выходе |230 |210 |190 |175 |160 |

|2. Концентрация H2SO4, % | | | | | |

|на входе |88 |84 |80 |75 |70 |

|на выходе |92 |88 |84 |80 |75 |

|3. Температура H2SO4, ОС |220 |200 |180 |165 |150 |

|Давление насыщенных паров H2SO4, | | | | | |

|Па | | | | | |

|на входе |200 |56 |16 |2,2 |0,47 |

|на выходе |960 |200 |56 |16 |2,2 |

|5. Пересыщение, S | |4,8 |3,57 |3,5 |7,3 |

|6. Критическое состояние, Sкр | |4,5 |6 |7,1 |12,27 |

|7. Отношение: S : Sкр | |1,07 |0,6 |0,5 |0,6 |

Принимая равными эффективности ступеней вихревой колонны по

температуре, массоотдаче в газовой и жидкой фазах для процессов десорбции

паров воды и абсорбции паров серной кислоты, задаемся распределением

концентрации (xi) и температур (ti) серной кислоты.

Таблица №19

| |Ступени концентратора |

| |1 |2 |3 |4 |5 |

| | | | | | |

|1. Температура газа, ОС | | | | | |

|на входе |850 |250 |210 |190 |175 |

|на выходе |250 |210 |190 |175 |170 |

|2. Концентрация H2SO4, % масс. | | | | | |

|на входе |89 |85 |81 |76 |70 |

|на выходе |92 |89 |85 |81 |76 |

|3. Давление насыщенных паров H2SO4, | | | | | |

|Па | | | | | |

|на входе |250 |56 |16 |2,2 |0,47 |

|на выходе |980 |250 |56 |16 |2,2 |

|4. Пересыщение, S |3,8 |4,5 |3,5 |7,3 | |

|5. Критическое пересыщение, Sкр |4,3 |6 |7,1 |12,27 | |

|6. Отношение: S : Sкр |0,88 |0,75 |0,49 |0,59 | |

|7. Брызгоунос на 1 кг подаваемой на |0,319 |0,318 |0,317 |- |- |

|ступень кислоты | | | | | |

1. Определяем расходы СК на ступенях вихревой колонны

[Li, (i=1-5)]

Li=Li+1*[pic], кг/час

Количество слабой H2SO4, поступающей в колонну (из материального

баланса) составляет:

L6= 7654.9 кг, температура кислоты t6=150 ОС, концентрация C6=70%,

[pic]=1,494 т/м3

Количество серной кислоты, поступающей из пятой на четвертую ступень:

L5=[pic][pic]=7654.9*0.7/0.75=7143 кг/ч (4687,5 м3 /ч)

X5=0,75; t5=165 ОС, [pic]=1,524 т/м3

Количество СК, поступающей из четвертой на третью ступень:

L4=[pic][pic]=7143*0.75/0.8=6696.6 кг/ч (4273.49 м3 /ч)

X4=0,8; t4=180 ОС, [pic]=1,567 т/м3

Количество СК, поступающей из третьей на вторую ступень:

L3=[pic][pic]=6696,6*0.8/0,84=6377,7 кг/ч (4059,6 м3 /ч)

X3=0,84; t3=200 ОС, [pic]=1,571 т/м3

Количество СК, поступающей из второй на первую ступень:

L2=[pic][pic]=6377,7*0.84/0,88=6087,8 кг/ч (3848 м3 /ч)

X2=0,88; t2=220 ОС, [pic]=1,582 т/м3

Количество продукционной СК, выходящей из первой ступени:

L1 =[pic][pic]=6087,8*0.88/0,92=5823,1 кг/ч (3653,14 м3 /ч)

X1=0,92; t1=250 ОС, [pic]=1,594 т/м3

По уравнению и табличным значениям (таблица №19 ) определяем

равновесные концентрации паров серной кислоты на ступенях колонны:

[pic], Па

Рассчитываем значения пересыщения паров H2SO4 на ступенях колонны:

S=yi-1/yi; i = 2-5

По уравнению [pic][5]

Рассчитываем значения критического пересыщения паров H2SO4 на ступенях

колонны Sкр-Sкр5

Определяем соотношения Si/ Sкрi на ступенях колонны. При

Si/Sкрi [pic]1 происходит образование тумана H2SO4, а при Si/Sкрi 0,7атм. |месту |назначения | | | |кий завод г.| |

| |магистрали, | | | | | | |Томск | |

| |поступающей | | | | | | | | |

| |в днище | | | | | | | | |

| |колонны | | | | | | | | |

|11-1 |Температура |140-240 ОС|По |Термоэлектрический термометр. |ТХК 0515 |1 |1 |Приборострои| |

| |пара в общей| |месту |Матириал электродов – хром. | | | |тельный | |

| |магистрали | | |Пределы измерения 50-60 ОС | | | |завод, г. | |

| | | | | | | | |Луцк | |

|12-1 |Температура |85-90 ОС |По |Термометр сопротивления. |ТСП60-97 |1 |1 |Львовприбор"| |

| |верха | |месту |Предел измерения: [-50 ОС, | | | |г. Львов | |

| |колонны | | |+250 ОС], град 20,22. Материал| | | | | |

| | | | |– платина | | | | | |

|11-2 |Температура |140-240 ОС|По |Прибор измеряющий, |НПТЛ-14 |1 |1 |г. | |

| |верха | |месту |нормированный. Предназначен | | | |Чебоксары, | |

| |колонны | | |для преобразования сигналов | | | |з-д | |

| | | | |термоэлектрических | | | |"Электроиспо| |

| | | | |термометров, датчиков ЭДС и | | | |лнмех-ов" | |

| | | | |термометров соспротивления в | | | | | |

| | | | |унифицированные сигналы | | | | | |

| | | | |постоянного тока. Предел | | | | | |

| | | | |измерений 0-5мА | | | | | |

|11-3, 12-3 |-"- |-"- |На |Вторичный прибор |КСП-4 |1 |2 |"Теплоприбор| |

| | | |щите |автоматический, потенциометр | | | |" г. | |

| | | | |стандартный одноточечный | | | |Челябинск | |

| | | | |измеряющий и регистрирующий. | | | | | |

| | | | |Оснащен полупроводниковым | | | | | |

| | | | |усилителем | | | | | |

|15-1 |Нагрузка |3,4 гк/ч |По |Ротаметр с пневматической |РПД |1 |1 | | |

| |колонны | |месту |дистанционной передачей | | | | | |

| |(количество | | | | | | | | |

| |продукционно| | | | | | | | |

| |й HNO3) | | | | | | | | |

|15-2 |-"- |-"- |По |пневмоэлектрический |ПЭ55М |1 |1 |г. | |

| | | |месту |преобразователь | | | |Чебоксары, | |

| | | | |(преобразователь пневмосигнала| | | |з-д | |

| | | | |0,2-1 кгс/см2 в электрический| | | |"Электроиспо| |

| | | | |сигнал 0-5 мА. Класс точности | | | |лнмех-ов" | |

| | | | |1 | | | | | |

|15-3 |-"- |-"- |На |Вторичный пневматический |ПВ 1,3 |1 |1 |"Тизприбор" | |

| | | |щите |прибор (показание, запись) | | | |г. Москва | |

|18-1 |Концентрация|98% |По |Концентратометр предназначен |КСО-У |1 |1 |Опытный | |

| |H2SO4 | |месту |для непрерывного измерения | | | |завод УНИхим| |

| | | | |концентрации | | | |г.Свердловск| |

|18-2 |-"- |-"- |По |Измерение, запись величин, |КСМ-3 |1 |1 |"Теплоприбор| |

| | | |месту |преобразуемых с помощью | | | |" г. | |

| | | | |датчиков в напряжение | | | |Челябинск | |

| | | | |постоянного тока. | | | | | |

|18-3 |-"- |-"- |По |Вторичный самопишущий прибор. |Пв4.2 П |1 |1 |"Тизприбор" | |

| | | |месту |Класс точности 1 | | | |г. Москва | |

|25-1, 25-2 |Оотношение |1:6 |По |Стандартные сужающие |ДК16х80 |2 |2 |"Теплоконтро| |

| |природного | |месту |устройства: диафрагма камерная| | | |ль" г. | |

| |газа и | | |Dy=16кгс/см2 , усл. проход = | | | |Казань | |

| |воздуха в | | |80 мм. | | | | | |

| |топке | | | | | | | | |

|25-3 |-"- |-"- |На |Вторичный самопишущий прибор |ПВ 102П |1 |1 |"Тизприбор" | |

| | | |щите |(запись, показ, управляющее | | | |г. Москва | |

| | | | |воздействие) | | | | | |

6. Безопасность и экологичность проекта.

Анализ производства. [10]

Производство концентрированной серной кислоты непрерывное и полностью

автоматизировано. Производство состоит из трех отделений:

Отделения концентрирования азотной кислоты, отделения концентрирования

серной кислоты и абсорбционного отделения. Используется следующее

оборудование: колонна ГБХ, вихревая ферросилидовая колонна, абсорберы,

вентиляторы, насосы, напорные баки, холодильники, конденсатор, топка.

Оборудование размещено в трехэтажном здании. В основном все оборудование

размещено на первом этаже, но так как колонна ГБХ высокая, то напорные баки

и вентиляторы находятся на третьем этаже. Так как HNO3 и H2SO4 являются

сильными кислотами, то отделение концентрирования кислот относим к

пожароопасным зонам по ПУЭ, т. е. К зоне класса В1а. В отделении абсорбции

возможны выделения нитрозных газов, которые при взаимодействии с воздухом

могут создать взрыво-пожароопасную смесь, то отделение по ПУЭ относим к

взрывоопасным зонам В-1б.

Таблица №23

|Наименование |Класс |Класс |Категория по НПБ 105-95 |

|производственного помещения |по ПУЭ|са-нитарной| |

| | |зоны по | |

| | |СН245-71 | |

| | | | |

|Абсорбционное отделение |В-1б |V |Б (взрывопожароопасная) |

|Отделение серной кислоты |П-IIа |VI |В1-В4 (пожароопасная) |

|Отделение азотной кислоты |П-IIа |VI |В1-В4 (пожароопасная) |

Индивидуальные средства защиты

Работа с кислотами опасна возможными ожогами и отравлениями

выделяющимися газами и парами. Все рабочие кислотного цеха должны быть

обеспечены для защиты тела спецодеждой по ГОСТ 12.4.103-83 из

серошинельного сукна по ГОСТ 12.4.036-78; резиновыми сапогами или калошами

по ГОСТ 5379-73 с суконными чулками для защиты ног.; для защиты рук –

кислотнозащитными рукавицами типа КР; для защиты глаз – предохранительными

защитными очками по ГОСТ 12.4.013-85 закрытого типа с бесцветными стеклами;

для защиты органов дыхания – противогазы марки БКФ или КД. Также

применяются противогазовые респираторы РПГ-67 от действия на глаза

парообразных веществ.

На рабочих местах кислотных участков имеются водопроводные краны,

ванны с содовым раствором (для нейтрализации пролитой кислоты на открытых

участках тела), смена вод которых производится два раза в месяц.

Таблица №24 - Характеристика используемых веществ в производстве:

ПДК, класс опасности, действие на человека, способы обезвреживания.

|Наименов|Токсичность |Способы |ПДК, класс |

|ание | |обезвреживания, |опасности по ГОСТ |

|веществ | |первая помощь |12.1007-76 |

| | | | |

|I. HNO3 |При попадании на кожу |При попадании на |ПДК паров HNO3 в |

|– |человека вызывает сильные |кожу человека, |воздухе рабочей |

|азотная |ожоги. Дым, содержащий |смыть водой, |зоны |

|кислота |туман HNO3, раздражает |нейтрализовать. |производственных |

| |верхние дыхательные пути, |Вывести на свежий |помещений 2мг/м3. |

| |вызывает коньюктивит и |воздух и вызвать |По ГОСТ 12.100776 |

| |поражает роговицу глаз. |скорую помощь, |ССБТ относится к |

| | |HNO3, пролитую на |III классу |

| | |пол, следует смыть|опасности |

| | |водой |(умеренно-опасные)|

| | | | |

|II. |По характеру токсического |То же самое, что и|ПДКр.з.-1мг/м3 По |

|H2SO4 - |действия на организм |для HNO3, но |ГОСТ 12.100776 |

|серная |человека H2SO4 относится к |H2SO4, пролитую на|ССБТ относится к |

|кислота |раздражающей группе |пол, нейтрализуют |III классу |

|регенери|веществ. При попадании на |гашеной известью. |опасности |

|рованная|кожу вызывает сильные долго| |(умеренно-опасные)|

| |не заживающие раны (ожоги),| | |

| |образование нарывов, язв. | | |

| |Мелкие брызги при попадании| | |

| |в глаза могут привести к | | |

| |потере зрения. Вдыхание | | |

| |концентрированных горячих | | |

| |паров может привести к | | |

| |потере сознания и тяжелому | | |

| |поражению легочной ткани. | | |

|III. |Токсичны. По характеру |В случае |ПДКр.з.NO=5мг/м3 |

|Нитрозны|токсического действия на |отравления |По ГОСТ 12.100776 |

|е газы |организм человека окислы |пострадавшего |ССБТ относится к |

|(окислы |азота относятся к |немедленно вести |III классу |

|азота) |раздражающей группе |на свежий воздух и|опасности |

| |веществ. Вдыхание окислов |вызвать скорую |(умеренно-опасные)|

| |азота в малых концентрациях|помощь | |

| |вызывает раздражение | | |

| |дыхательных путей, при | | |

| |длительном воздействии | | |

| |хронические заболевания. | | |

| |Вдыхание окислов азота в | | |

| |больших концентрациях | | |

| |вызывает отек легких и | | |

| |отравление. | | |

Шум и вибрация [15], [16]

В проектируемом объекте источниками шума и вибрации могут служить

воздуходувки, вентиляторы, электродвигатели вентиляционных установок,

центробежные насосы.

Воздуходувки относятся к машинам безударных процессов, имеют

виброзащиту в виде кожухов, предусмотренную заводом-изготовителем.

Воздуходувки также расположены в специально отведенных для них местах,

огражденных перегородками. Поэтому аппаратчики находятся на некотором

удалении о воздуходувок, а шум и вибрация от этих установок не приносят

вреда здоровью людей.

Дополнительными источниками шума являются вентиляторы, насосы, шум от

которых достигает 80-100 дБ. Шум от вентиляционного агрегата

распространяется через воздушную среду, по строительным конструкциям и

стенкам воздуховодов.

Борьба с шумом может осуществляться путем снижения первоначального

шума от вентиляционного агрегата и насосов, изоляцией агрегатов от их

основания при помощи виброзащитных элементов. Амортизаторы вибраций

изготовляют из стальных пружин или резиновых прокладок.. Фундаменты под

центробежные насосы изолируют войлоком, асбестом, для уменьшения вибрации.

Применяют также звукопоглощающие материалы, как стекловолокно, поролон, для

воздуховодов и облицовки вентиляционных камер.

В качестве индивидуальных средств защиты от шума в соответствии с ГОСТ

12.1.029-80 используют легкие противошумные вкладыши, вставляемые в уши.

Для защиты от вибрации, передаваемой человеку через ноги, используется

обувь на войлочной или толстой резиновой подошве.

Таблица №25 - Допустимые уровни шума на рабочих местах согласно ГОСТ

12.1.003-83 [16]

|Рабочее место |Уровни звукового давления, дБ, в |Уровни звука и |

| |октавных полосах со |эквивалентные |

| |среднегеометрическими частотами, Гц. |уровни звука дБ |

| |500 |100 | |

|Помещение | | | |

|управления, |63 |55 |60 |

|рабочие комнаты | | | |

| | | | |

|Постоянные рабочие|83 |80 |85 |

|места | | | |

Вентиляция

Основным условием создания нормальных санитарно-гигиенических условий

воздушной среды в производственных помещениях является максимальная

герметизация технологического оборудования и коммуникаций. В задачу

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7