Регенерация азотной и серной кислоты

вентиляции входит борьба с неизбежными вредными выделениями, которые

решаются путем устройства местных отсосов у аппаратов с наиболее сильными

выделениями: баки свежих и отработанных кислот, колонна ГБХ, сборники

регенерируемых кислот.

Вентиляция воздуха в нашем помещении осуществляется естественным путем

за счет дверных и оконных проемов и искусственно с помощью приточно-

вентиляционных установок. В случае превышения ПДК паров HNO3 в воздухе

рабочей зоны автоматически происходит включение аварийной вентиляции,

которая снабжена газоанализиратором, который настроен на ПДК кислот.

Расчет вентиляции

Основным показателем, характеризующим воздухообмен, является кратность

воздухообмена:

[pic], где

[pic] - объем помещения = 1200 м3

[pic] - объем вохдуха для вентиляции помещения, м3/ч (5000 м3/ч)

[pic]

В соответствии с СН-245-71 выбираем вентилятор антикоррозионного

исполнения. Материал – железнохромная сталь марки 18.9-57-4

Электродвигатель марки М2, исполнения 2ExdIIВТ4, у которого КПД=0.8,

N=1,6кВт, n=2800 обор./мин, асинхронного типа.

Аварийный вентилятор марки ЦАГИ (с пусковым магнитопускателем)

Метеорологические условия [17]

Метеорологические условия в помещении концентрирования кислот

выбираются исходя из категории работ в данном производстве. Наше

производство полностью автоматизированное, рабочие работают сидя или стоя,

не требуя систематического физического напряжения и не связаны с поднятием

или переноской тяжести. Исходя из перечисленного по ГОСТ 12.1.005-76

выбираем Ia категорию работ и составляем таблицу.

Таблица №26

|Категория |Время года |Температура |Относительная |Скорость |

|работ | |воздуха, ОС |влажность, % |движения |

| | | | |воздуха, м/с |

| | |Оптим. |Допусти|Оптим. |Допусти|Оптим. |Допусти|

| | | |м. | |м. | |м. |

|I a |Теплый |20-23 |19-25 |60-40 |75 |0,2 |0,2 |

| | | | | | | | |

| |Холодный |16-18 |15-20 |80-85 |95 |0,2 |0,2 |

Отопление паровое. Расчетная температура парового воздуха – 18 ОС,

поверхность нагретых частей системы =70 ОС. Отопление бытового помещения –

централизованное, паровое.

Пожарная профилактика [12], [18]

Здание концентрирования кислот трехэтажное. Здание кирпичное, толщина

наружных стенок 510 мм. (стены несущие и ограждающие).

Критическая температура для кирпича 700-1000 ОС, полы бетонные.

Минимальный предел огнестойкости ограждающих стен (противопожарные)

0,75ч. Также используются в цеху следующие типы противопожарных преград.

Таблица №27 - Типы противопожарных преград

|Противопожарные преграды |Минимальный предел огнестойкости, ч |

|1. противопожарные двери и окна | |

|(материал дверей – дерево с | |

|глубокой пропиткой антипиреном и | |

|дополнительной защитной |1,2 |

|термоизоляцией) количество дверей | |

|– 4 шт. | |

|2. Противопожарные зоны – колонны |2,5 |

|(500x500 мм.) | |

|- противопожарные перегородки |0,25 |

| | |

|2. Противопожарные перекрытия для | |

|отделения зон Б от В по НПБ 105-95| |

|(материал – дерево, покрытое |1 |

|труднолетучими материалами) | |

Исходя из перечисленного и ссылаясь на то, что отделение

концентрирования кислот по НПБ 105-95 относится к классу В, выбираем

степень огнестойкости здания.

Максимальное расстояние от наиболее удаленного рабочего места до

ближайшего эвакуационного выхода – 25 м.

У здания предусмотрена лестница шириной 70 см. для эвакуации людей с

верхних этажей при пожаре. Число эвакуационных выходов – 5 (через

противопожарные двери). Также помещение оборудовано противопожарными

лестницами с естественным освещением через окна. Ширина дверей не менее 1

м., длина до 5 м.

Для ликвидации пожара установлены пожарные краны в здании, а на улице

пожарные гидранты на расстоянии 100 м. друг от друга, не ближе 5 м. от

стены, не далее 50 м. установлены пожарные извещатели.

Также помещение обеспечено первичными средствами пожаротушения:

1) огнетушители порошковые ОП-1 (для тушения электропроводки,

электродвигателей, находящихся под напряжением по ГОСТ 12.1.004-83)

2) ручные углекислые ОУ-2 (для тушения открытого огня и газов)

3) пенные огнетушители согласно ГОСТ 12.1.004-83 (для тушения

возгорания горючих растворителей)

4) ящики с песком около оборудования (для тушения щелочных и

щелочноземельных металлов)

В случае возникновения пожара в помещении необходимо прекратить

работу, включить вентиляционную систему, приступить к тушению пожара и

вызвать пожарную команду.

Согласно СНиП 2.04.09-84 выбирается автоматический извещатель типа

ДТР. Также ручные пожарные извещатели вне здания на конструкциях на высоте

1,5 м. от уровня пола.

Освещение [19]

Для освещения нашего помещения используется естественное,

искусственное, а также аварийное освещение.

В соответствии с ранее принятым проектом объемно-пространственного и

конструктивного решения здания, естественное освещение боковое, через

световые проемы в наружных окнах здания.

Так как наше производство полностью автоматизировано и непрерывно,

происходит общее наблюдение за технологическим процессом по СНиП 23-05-95

это VIII а разряд зрительных работ. Значения КЕО при боковом освещении в

зоне с устойчивым снежным покровом 0,3% на основании СНиП 23-05-95 в

соответствии с разрядом выполняемых работ Е=75 лк – минимальная

освещенность согласно СНиП 23-05-95 для зрительных работ (VIII разряда).

Расчет естественного освещения

Расчет освещения заключается в определении площади световых проемов

для помещения:

[pic], где

[pic] - площадь пола;

[pic] - нормируемое значение КЕО

[pic] - коэффициент, учитывающий затемнения окон, [pic]

[pic] - световые характеристики окна, [pic].

[pic]- общий коэффициент пропускания, равен оптические свойства стекла

(0,8) плюс потери света в переплетах (0,6) плюс потери из-за загрязнения

остекленной поверхности (0,8) плюс в несущих конструкциях (1) плюс в

солнцезащитных устройствах (0,8), [pic]

[pic]- =1,9 – при боковом освещении, коэффициент, учитывающий

затемнение окон противоположными зданиями

[pic], где [pic] %по СНиП 23-05-95

[pic]- коэффициент светового климата,

[pic]; [pic] - коэффициент солнечного климата, [pic]

[pic]%

[pic]м2

Площадь одного окна:

[pic]м2

Количество световых проемов:

[pic]шт.

Выбираем количество световых проемов – 20 шт. Фактическое количество

световых проемов – 20 шт. Исходя из этого делаем вывод: расчетное

количество окон в количестве 20 штук соотвествует санитарным нормам и

фактическому количеству окон.

Расчет искусственного освещения [19].

Для искусственного освещения предусмотрены: переносные светильники МВП

с лампами МГ-51 (F=4600лм, W=12Вт/м2) и светильники для общего освещения

пожароопасной зоны (для кислотной среды)

Число светильников, обеспечивающих необходимое освещение:

[pic], где:

E – минимальная освещенность (E=75 лк) согласно СНиП 23-05-95 для

зрительных работ согласно VIII разряда.

F – световой поток одной лампы (F=4600лм)

[pic]- поправочный коэффициент светильника, [pic]=1,1

U – коэффициент использования затемнения от типа светильника, U=0,6

[pic]шт

Выбираем 25 светильников, тип светильника СХ-50, мощность 300 Вт, ГОСТ

2239-79.

Фактическое количество светильников – 25 шт.

Вывод: Количество светильников соотвествует санитарным нормам и

расчетному количеству.

Аварийное освещение.

Проектом предусмотрено аварийное освещение, которое обеспечивает 5% от

нормального освещения и равно 6925,4 лм. Мощность одного светильника 60Вт,

напряжение 12 В. Световой поток ламп накаливания 400 лм. Вакуумные лампы

накаливания (В)

Определим количество светильников для обеспечения аварийного

освещения:

[pic]шт.

Выбираем 16 штук. Тип светильников МВП (пылевлагонепроницаемые).

Аварийное освещение необходимо для продолжения работ в случае аварии.

Электробезопасность [11]

Поражение электрическим током может возникнуть вследствие случайного

прикосновения людей к токоведущим частям (электропроводке), находящимся под

напряжением, разряды молнии на электроустановку (насос, вентилятор),

возникновение напряжения тока на участке земли, где находится человек в

результате замыкания в электропроводке.

Согласно ПУЭ по опасности поражения площадей электрическим током,

проектируемое помещение относится к III классу (особо опасное), вследствие

сырости помещения, относительная влажность 95%, использования химически

активной среды (кислоты с большими концентрациями.

В кислотном цехе для защиты людей от воздействия электрического тока

применяются индивидуальные изолирующие защитные средства [11] типа

диэлектрическая обувь, на рабочих местах деревянные подставки, покрытие

резиновыми ковриками. Люди, работающие вблизи электроустановок напряжением

550 В (например, у вентиляторов) имеют указатели напряжения (вольтметры) с

изолирующими ручками.

По способу защиты людей от поражения электрическим током все

электротехнические изделия нашего производства в соответствии с ГОСТ

12.2.007.0-75 относятся к I классу, так как изделия, кроме рабочей

изоляции токоведущих частей установки (оплетка обмоточных проводов), имеют,

элементы заземления (вилку с заземленным контактом).

Защитные меры в электрооборудовании

Для обеспечения бесперебойной работы электрооборудования, во избежание

поражения электрическим током, все электрооборудование, как было сказано

выше, имеет надежную рабочую изоляцию, предусмотренную заводом-

изготовителем. В качестве изолирующего материала используется эмаль,

противоточные лаки. Контроль за состоянием изоляции проводится не реже

одного раза в год.

Электроснабжение цеха обеспечивается с трансформаторных подстанций,

электрооборудование питается напряжением 380 В и 500 В. Силовая сеть

выполнена из кабеля марки ВРБТ, также выполнена контрольным кабелем КРВБТ.

Во избежание опасности механических повреждений проводов кабеля проводка

делается под штукатуркой. Также электрооборудование заземляется к общему

контуру друг к другу сопротивлением не более 4 Ом. Заземление

предусматривается контурное медное или стальное (ст. 45). Стержни

заземлителя располагаются по всему контуру на расстоянии 4 метров друг от

друга.

В электроустановках применяется система защитного отключения,

обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки, при

возникновении в ней опасности поражения током. Безопасность обеспечивается

быстродействующим (0,1-0,2 сек) отключением всей сети при замыкании на

элементы электрооборудования. Также применяем световую сигнализацию

(красную) в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75 при коротком замыкании

электрооборудования Для профилактики электротравматизма применяем в

соответствии с ГОСТ 12.4.026-76 предостерегающие плакаты. Электродвигатели

взрывозащищенного исполнения по ГОСТ 12.2.020-76 марки 2ExiIIAT2.

Статическое электричество и молниезащита.[21]

Заряды статического электричества возникают при трении кожаного

приводного ремня электродвигателей, при интенсивном перемешивании веществ в

колонне концентрирования, при длительном накоплнеии зарядов на

электрооборудовании.

В отделении концентрирования кислот, относящихся по ПУЭ к классу П-IIа

защита от статического электричества осуществляется только на трубопроводах

около оборудования.

Молниезащита

Для защиты от прямого удара молнии применяются молниеотводы. Так как

отделение концентрирования кислот по ПУЭ по пожароопасностти относится к

классу П-IIа и здание расположено в местности со средней грозовой

деятельностью 20 часов в год, то выхлопные трубы в отделении по устройству

молниезащиты относятся к III категории в соответствии с СН-305-77

сопротивление заземления труб должно быть не менее 50 Ом на каждый

токоотвод от вторичного проявления молний предусмотрено заземление всего

оборудования и трубопроводов. Величина сопротивления заземления 10 ОМ.

Материал зазаемления – ст. 45. Токоотводы устраивают из стальной проволоки

(ст.3) d=7 мм. В качестве токоотводов используем колонны в здании.

Расчет молниезащиты [22]

Определяем зону и категорию устройств молниезащиты. Цех по правилам

относится к классу П-IIа. Основные характеристики местоположения – в

местности со средней грозовой деятельностью 20 ч в год и более.

Тип зоны защиты – для здания II степени огнестойкости при [pic]

выбирается зона Б, категория III.

Ожидаемое количество N поражений молнией в год здания определяется по

формуле:

[pic], где:

S – ширина здания, м; S=21 м.

Z - длина здания, м; Z=38 м.

h – наибольшая высота здания, м; h= 15 м.

n=2 – среднегодовое число ударов молний в 1 м2 земной поверхности.

N=0.03

Выбираем зону защиты молниеотводов Б.

Тип молниеотвода и габариты зоны защиты:

- отвод высотой 29 м;

- высота зоны защиты над землей:

h0 = 0.92h = 26.7 м;

- радиус зоны защиты на уровне земли:

r0=1.5h = 43.5 м;

- радиус зоны защиты на высоте hx над землей: [pic]м.

Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода

Безопасность технологического процесса.

Для предупреждения образования разрядов оборудование следует заземлять

согласно ГОСТ 12.4.124-83. Сопротивление заземленного устройства не должно

превышать 100 Ом. Трубопроводы, оборудование (колонна ГБХ), вентиляционные

короба, расположенные в цехе, представляют собой не всем протяжении

непрерывную цепь, которая присоединяется к контуру заземления в двух

точках, согласно ПУЭ 12.1.030-81.

Для обеспечения рабочих в цеху индивидуальной защитой, используется

электростатическая обувь – резиновые сапоги или калоши., одежда из

хлопчатобумажных тканей. Также необходимо заземление помостов и рабочих

площадок.

Экологичность проекта

Для создания нормальных условий труда, необходимо, чтобы оборудование

кислотного цеха было герметично. Для обеспечения герметичности аппарат

концентрирования футерован изнутри. Фланцевые соединения колонны во

избежание разбрызгивания кислоты ограждаются манжетами из алюминия.

Прокладки между царгами изготавливаются из фторопласта 4.

Испытание на герметичность производится продувкой колонны. Для

обеспечения герметичности кислотопроводов уплотнение фланцевых соединений

осуществляется при помощи прокладок из "ванного асбеста", обмотанного

фторопластовой лентой.

Коррозия может служить одной из причин аварий и разрушений

оборудования. Оборудование работает в агрессивной среде, все оборудование

из кислотостойкой стали. Колонна ГБХ и вихревая колонна из ферросилида.

7. Строительно-монтажная схема здания цеха и компоновка оборудования

Исходные данные:

1. Географическое положение и климат:

проектируемая стадия концентрирования серной кислоты расположена на

промышленной площадке завода им. В.И. Ленина в г. Казань.

Температура в зимнее время (25 ОС)

Глубина промерзания грунта 4,5 м

Скоростной напор ветра 35 кг/м3

Уровень грунтовых вод 6 м

2. Характеристика производственного процесса: фаза концентрирования серной

кислоты относится к П-IIIа группе производственных процессов,

категория пожароопасности В;

режим работы – трехсменный, непрерывный

Здание концентрирования имеет в плане прямоугольную форму.

Длина здания 17м.

Ширина 11,02 м

Высота 12,5 м.

Здание имеет три этажа.

Конструктивная схема здания:

- глубина заложения фундамента – 1,5 м

Покрытие состоит из:

- водоизоляционного ковра рубероид;

- цементной стяжки 20 мм;

- теплоизоляции – пенобетон 150 мм;

- пароизоляции – горячим битумом;

- сборной железобетонной плиты;

- сборной железобетонной балки.

Рабочая площадка расположена на ровной поверхности.

Полы бетонные, покрытие кислотоупорной плиткой.

Стены наружные – кирпичные толщиной 510 мм.

Объемно-планировочное и конструктивное решение здания денитрации

отработанной кислоты и концентрирования серной кислоты, организация

интерьера, отделка помещения соответствует требованиям технических,

санитарных и противопожарных норм, а также требованиям технической

эстетики.

8. Генеральный план. Пояснения к схеме генерального плана.

Проектируемый цех расположен на территории г. Казань.

Площадь для проектирования цеха имеет ровную поверхность.

Производственные здания расположены с учетом безопасных расстояний,

санитарных и противопожарных требований.

Безопасное расстояние между складами принимается не менее 15 метров.

Цех денитрации и концентрирования имеет:

Отделение денитрации и концентрирования азотной кислоты –1

Отделение концентрирования серной кислоты –2

Отделения абсорбционной очистки окислов азота после отделения

денитрации NO –3

Склад отработанных кислот –4

Склад готовой продукции 98%азотной кислоты –5

Склад для крепкой серной кислоты –6

Проходную 7

Убежище 8

Относительно административных зданий и жилых массивов,

производственные помещения расположены с подветренной стороны.

Направление ветра – преимущественно юго-восточное. Пл всей

производственной территории, включая зону проходной, предусмотрены

автомобильные дороги для проезда транспорта. Дороги расположены с учетом

аварийной опасности производства. Для возможных перевозок готовой продукции

предусмотрено наличие железной дороги.

Для забора воды на водопроводах наружного пожаротушения установлены

гидранты. Водопроводная сеть окольцована. Она проектируется из чугунных

труб диаметром не менее 200 мм., на глубине 2 метра.

На внутренней водопроводной сети установлены внутренние пожарные краны

в специальных шкафах, отмеченных надписью "ПК"

9. Экономическое обоснование проекта

Расчет капитальных затрат на создание проектируемого объекта

Таблица №28 - Расчет капитальных затрат на здания и сооружения

|Наименования |Ед. |Строит|Сметная стоимость | |

|зданий и |изм. |. | | |

|сооружений | |объем | | |

| | | |Единичн. |общая |Норма % |Сумма, |

| | | | | | |руб. |

|Здания |м3 | | |665438,5 |1,7 |11312,4 |

|Сооружения |м3 | | |188596,7 |5 |9429,8 |

|ИТОГО: | | | |854035,2 | |20742,2 |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7