рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Анализ укрупнения агрегатов в азотной и химической промышленности

Анализ укрупнения агрегатов в азотной и химической промышленности - раздел Сельское хозяйство, Анализ Укрупнения Агрегатов В Азотной И Химической Промышленнос...

Анализ укрупнения агрегатов в азотной и химической промышленности. Предпосылки укрупнения агрегатов. Расчёт экономических показателей при укрупнении агрегатов. Ограничения при укрупнении агрегатов. Сопоставительный расчет величины выброса нитрозных газов при аварийной остановке азотнокислотных агрегатов различной мощности.

Предпосылки укрупнения агрегатов и основные количественные соотношения.

За последние десятилетия в химической промышленности произошло значительное укрупнение единичной мощности многих агрегатов и технологических линий, особенно в производстве минеральных удобрений, средств защиты растений, химических волокон и пластмасс. Наглядный пример – производство NH3:1965г. – мощность 1 агрегата 30 000т NH3/год;1970г. – мощность 1 агрегата 100 000т NH3/год;1978г. – мощность 1 агрегата 450 000т NH3/год.

В других производствах единичная мощность агрегата к 1990г. достигла: аммиачная селитра - 450 000 т/год;серная кислота - 500 000т/год;фосфорная кислота-300 000тР2О5/год;

Аммофос (МАФ)- 130 000 т Р2О5/год.

Укрупнение единичной мощности агрегатов – одно из важнейших направлений технической политики в химической промышленности.

Достоинства от укрупнения агрегатов:1.снижение капитальных вложений на 1т. продукта;2.уменьшение эксплуатационных затрат на 1т. продукта;3.снижение трудоемкости и себестоимости продукции;4.упрощение управления производством.

Рассмотрим следующие количественные соотношения при укрупнении агрегата:

1.Общие энергетические затраты (Э) увеличиваются в соответствии с формулой:

(1)

Где М1 – мощность базового агрегата (до укрупнения),т/год;М2 – мощность укрупненного агрегата, т/год.

Из (1) следует, что удельные энергетические затраты с увеличением мощности снижаются.

Удельные капитальные затраты (К).

При удвоении мощности величина К снижается на 15÷20%.

Суммарная стоимость оборудования (К*М).

Это величина повышается, но не пропорционально увеличению мощности, а в меньшей степени, согласно формуле: (2)

Z = 0,6÷0,96.

Себестоимость продукта (S).

Снижается в соответствии с формулой: , n = 0,2÷0,3. (3)

Однако рост единичных мощностей имеет определенные технические и экономические границы. С технической стороны эти границы обусловлены сложностью конструктивных решений, монтажа, транспортировки и эксплуатации, а также сложностью обеспечения высокой степени надежности работы высоко производительных агрегатов. С экономической стороны границы мощностей определяют потери продукции при остановке агрегатов из-за аварий и отказов в работе оборудования. Остановка хотя бы на короткое время агрегата большой единичной мощности серьезно отражается на выполнении производственной программы. Даже кратковременные перебои в работе агрегатов приводят к глубоким и длительным нарушениям технологического процесса. На восстановление его нормального режима требуется дополнительный расход сырья, топлива и энергии, а часть продукции попадает в брак. По данным Новополоцкого производственного объединения “Полимир” ущерб от 1 остановки агрегатов, вызванной кратковременным отключением электроэнергии составляет приблизительно 2 млн. руб. в ценах 1998г. При этом на факеле сжигается 450т. бензина (т.е. 7,5 цистерн). На разогрев и пуск аппаратов и машин после такой аварийной остановки затрачивается 1200 Гкал тепловой энергии и 700 кВт*ч электрической энергии. Важно также подчеркнуть, что при аварийных остановках агрегатов большой единичной мощности залповые выбросы вредных веществ оказывают более значительное отрицательное экологическое воздействие, чем выбросы из агрегатов меньшей мощности (задача см. ниже).

Укажем факторы, определяющие оптимальную единичную мощность агрегата:

Уровень развития науки и техники в данной области;2)Потребность в данной продукции.

Существует 2 направления укрупнения агрегатов:

1)Укрупнения за счет увеличения габаритов при сохранении прежних принципов переработки сырья и технологических решений. Но это направление малоперспективно в силу след. причин:

а) технической сложности при изготовлении более крупных и габаритных аппаратов и деталей машин, их транспортировке, монтаже и ремонте;

Б) потребность в больших площадях при размещении агрегата.

Увеличение удельной производительности за счёт использования новых принципов переработки сырья, внедрения прогрессивных технич. и технологич. решений, повышения надёжности (сокращения числа остановок) и времени простоя. Это направление перспективно. Например, в пр-ве серной к-ты, переход от технологии под атм. давлением к технологии под р=0,6МПа позволяет при той же общей мощности уменьшить площадь для агрегата в 4 раза, а металлоёмкость агрегата в 3 раза. Др.пример. В пр-ве неконцентрированной азотной к-ты (НАК) новые технич. решения были внедрены в конструкции компрессоров для сжатия воздуха и нитрозных газов, а также на стадии обезвреживания хвостовых газов. Это стимулировало повышение давления в системе от 0,35 до 1 МПа. В результате единичная мощность в агрегате возросла от 50000 т/год до 360000т/год, а концентрация к-ты от 48 до 60 % масс. Т.о.многие подотрасли ХТ развивают агрегаты большой единичной мощности . Однако, существуют производства, в к-ых применение таких агрегатов технически и экономически нецелесообразно. Это многоассортиментные пр-ва близких по составу и функциональному назначению химических продуктов, спрос на к-ые быстро изменяется. К их числу относятся особо чистые в-ва, кинофотоматериалы, синтетические моющие средства, красители, волокна, лакокрасочные материалы. Увеличение объёма пр-ва таких продуктов осуществляется путём создания гибких производственных систем (ГПС) с автоматизированными участками, способных синтезировать широкий ассортимент химических продуктов. Предприятия с ГПС представляют собой набор блоков, смесителей, реакторов, холодильников, ёмкостей, дозаторов, насосов, к-ые могут быть подключены в любой последовательности, в зависимости от особенностей осуществляемого синтеза.

Сопоставительный расчёт аммонийных выбросов при аварийной остановке азотнокислотных агрегатах разной мощности

Задача.

При аварийной остановке агрегатов по пр-ву НАК происходит выброс через свечу в атмосферу всех нитрозных газов, находящихся в абсорбционной колонне и др. аппаратах. Давление при этом падает до атмосферного. Рассчитаем объём нитрозных газов и массу оксида азота (NO2), если среднее содержание NO2 в нитрозном газе при выбросе равно 3,5 % об., а температура =40ºС. Расчёт выполнить для 3-х типов агрегатов, необходимые данные для расчёта приведены в следующей таблице.

Показатель Тип I Тип II Тип III
Производительность , т/год (в пересчете на 100 % НNO3)
Концентрация НNO3, % масс.
Давление в системе, МПа 0,35 0,7 1,0
Объём окислителя , м³ -
Объём др. аппаратуры, м³
Диаметр абсорбционной колонны, м 3,0 3,2 4,0
Высота абсорбционной колонны, м 44,7 46,4 57,6

За последние 35 лет произошло значит. Развитие компрессоров для сжатия воздуха и НГ, поэтому укрупнение агрегатов сопровождалось повышением давления в системе, что позволило увеличить концентрацию продукционной к-ты с 48 % (тип 1) до 60 % (тип 2).

Принципиальная схема 1-“другая” аппаратура; 2-окислитель;3-абсорбционная колонна; 4-предохранительный клапан;5-запорный вентиль

При нормальной работе агрегата предохранительный клапан 4 закрыт полностью, а запорный вентиль 5 приоткрыт настолько, чтобы в аппаратуре поддерживалось необходимое давление. При неполадках в компрессии или в др. узлах схемы срабатывают блокировки, открывается клапан 4 и происходит выброс НГ по линии наименьшего сопротивления, т.е. через свечу в атмосферу.

I.1)Объём абсорбционной колонны:

2) Общий объём аппарата:315,8+45+40=400,8 м³

3).Объём НГ, поступающих при выбросе в атмосферу в пересчёте на н.у.:

Vвыбр=Vо- Vо΄,

где Vо- объём газа в аппаратах при рабочем давлении в пересчёте на норм.условия, м³;

Vо΄ - объём газа при рабочем давлении (0,1013 МПа) в пересчёте на норм. температуру, м³.

,тогда При аварийном выбросе р в системе падает до атм. Обычно разница м/д ратм. и ро… :;Vвыбр.=1207,8-349,6=858,2 м2

Где Vвыбр –объём выбр. НГ,м³ ;СNO2 – объёмная доля NO2 в НГ, доли ед.;М NO2 – масса 1 кмоля NO2;22,4 - объём 1 кмоля NO2 , м³/кмоль.

II.1.Vk =373,0 м³;2.V=373+63+60=496 м³; 3. ;Vo´=432,6 м³;Vвыбр=28989,4-432,6=2556,8 м³ 4.

Результаты расчёта свидетельствуют о существенном увеличении абсолютного аварийного выброса токсичного NO2 с повышением единичной мощности агрегата. Вместе с тем даже незначительное повышение выброса по сравнению с базовым уровнем (тип 1) следует рассматривать как ухудшение экологической обстановки.

Сопоставим динамику изменения выброса NO2 с увеличением единичной мощности агрегата. Мощность увеличивается в последовательности 50000:120000:360000=1:2,4:7,2. Массовый выброс NO2 увеличивается в последовательности 61,7:183,8:485,8=1:3:7,9. Т.о., повышение аварийного выброса NO2 происходит в большей мере нежели возрастание мощности агрегата.

Интенсификация работы оборудования и пути её увеличения

Интенсификация достигается двумя путями: 1) улучшением конструкций машин или аппаратов; 2) совершенствованием техно­логических процессов в аппаратах данного вида. Интенсивность работы аппарата пропорциональна скорости процесса, поэтому, изучая кинетику технологических процессов, стремятся создать такую конструкцию аппарата и технологический режим в нем, которые обеспечили бы максимальную скорость процесса.

При разработке улучшенных или принципиально новых кон­струкций машин и аппаратов интенсивность химического процесса повышается (по сравнению с аппаратами старых конструкций) главным образом усилением перемешивания реагирующих компо­нентов и увеличением поверхности соприкосновения между вза­имодействующими веществами, находящимися в разных агрегат­ных состояниях (твердом, жидком, газообразном). Улучшение конструкций аппаратов часто бывает связано с механизацией и автоматизацией их обслуживания.

Основными технологическими путями интенсификации работы аппаратов данного вида являются повышение температуры, давле­ния и концентраций реагирующих веществ в сочетании с применением катализаторов и перемешиванием реагирующих масс.

Однако для ускорения некоторых процессов необходимо, наоборот, понижение температуры, применение вакуума и снижение концентраций веществ. Исходя из этого, в химической технике применяют самые различные параметры технологического режима: температуры от близких к абсолютному нулю до нескольких тысяч градусов; давления в производственных аппаратах бывают от почти аб­солютного вакуума до тысяч атмосфер. Возможность применения высоких температур и давлений часто ограничивается стойкостью конструкционных материалов, из которых изготовлена аппаратура, или разложением реагентов и, наконец, экономической эффективностью интенсифицирующих факторов. Следствием механиза­ции, автоматизации и перевода процессов с периодического на непрерывный режим

– Конец работы –

Используемые теги: анализ, укрупнения, агрегатов, азотной, химической, промышленности0.098

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Анализ укрупнения агрегатов в азотной и химической промышленности

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения. Изомерия
Органические вещества в своем составе наряду с другими элементами всегда содержат углерод. Изучение соединений углерода — их строения, химических… Из всех химических элементов только углерод образует такое большое число… По образованию оксида углерода (IУ) при горении или по обугливанию вещества при нагревании легко установить…

Анализ развития химической промышленности в развитых странах и России
Наряду с машиностроением это самая динамичная отрасль современной индустрии, во многом определяющая научно-технический прогресс.В эпоху НТР… Например, мировое производство серной кислоты превышает 150 млн. т (ведущие… Так, мировое производство пластмасс уже приближается к 100 млн. т (ведущие страны США, Япония, ФРГ, Франция),…

Химическое загрязнение среды промышленностью
Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку… Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды… Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и…

Приборы химической разведки и химического контроля.
Для определения обнаружения ОВ и ОХВ используются различные методы и на основе этих методов разработаны различные приборы. Приборы химической… К войсковым приборам химической разведки относятся средства индикации,… Отравляющие вещества ОВ это химические соединения, обладающие определенными токсическими и физико химическими …

Безотходные технологические процессы в химической промышленности на примере синтезе аммиака
Проект фирмы “Kellogg”. 4.1 Описание технологии производства 4.2 Подготовка сырого синтез-газа 2.5 Очистка синтез-газа 2.6 Совмещенные схемы… По темпам роста химическая промышленность опережает многие другие отрасли. Только за 5 лет производство основных веществ минеральных удобрений увеличилось на 40 50%; также интенсивно…

кспертиза рыб и рыбных продуктов. Химический анализ
Печатается по решению методического Совета факультета ветеринарной медицины от 14 апреля 2005 года, протокол 7. А заведующий кафедрой микробиологии,… Дело в том, что при выращивании рыб одного и того же возраста их линейный и… Поэтому при составлении средней пробы следует отлавливать рыб, близких по своим размерам и массе к основной массе…

Скорость химических реакций. Катализ и химическое равновесие
О средней скорости химической реакции судят по изменению молярной концентрации реагирующих веществ за определённый интервал времени: , где - средняя… В гетерогенной системе взаимодействие осуществляется на поверхности раздела… Для реакции записанной в общем виде, т.е.: nA+mB→qR+pD, скорость реакции в соответствии с законом…

Анализ и технологическая оценка химического производства
Хлористый водород используют для производства хлорорганических продуктов путем гидрохлорировании органических соединений, например этилена ,… Соляную кислоту применяют для получения хлоридов Zn, Ba. Mg, Са, Fe, A1 и т. д… Существуют два способа получения хлористого водорода сульфатной и синтетический.Кроме того, в производстве соляной…

Прогнозирование и расчет химической обстановки при авариях на химически опасных объектах
На сайте allrefs.net читайте: "Прогнозирование и расчет химической обстановки при авариях на химически опасных объектах"

Анализ техники бега на различные дистанции, анализ техники прыжков в высоту с разбега способами “перешагивание” и “фосбери-флоп"
Бег на короткие дистанции. Эти дистанции надо пробегать с максимальной скоростью. На 60м 100м. Быстро выбегать со старта переходит в стремительное ускорение, с… Бег на 200м. Эта дистанция отличается от бега на 60,100м. Прохождением половины дистанции по повороту дорожки. Бег на…

0.974
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам