Технологические процессы производства углекислого газа

Исполнительная толщина рассчитывается:

S = Sp +C + Co,

где Со - прибавка на округление.

С=С1+С2+С3

С1=Ск+Сэ,

где Ск - прибавка на коррозию, определяется по формуле:

Ск=П•ф,

где П - проницаемость среды в материал, мм/год;

ф - срок службы аппарата, лет.

Для стали Ст3 Ск = 1

С2 - прибавка на минусовой допуск, С2=0,18;

С3 - техническая прибавка, С3 =0;

С = 1,18 мм.

S = 0,5 +1,18 + 0,32= 2мм.

Причиной потери устойчивости оболочки абсорбера является действие осевой сжимающей силы F.

Условие устойчивости:

F/[F] < 1,

где [F] - допускаемая осевая сжимающая сила, МН;

m=25 тонн

g=9.81

F = m·g = 0,25 MH.

Допускаемая осевая сжимающая сила находится по формуле:

[F]=[F]у/,

где [F]у - допускаемая сжимающая сила, определяемая из условия прочности, МН;

[F]E - допускаемая осевая сила, определяемая из условия устойчивости в пределах упругости, МН.

[F]у определяется по формуле:

[F]у = ·(D+S-C)·(S-C)·[у],

[F]у = 3,14·(1000+2-1,18)·(2-1,18)·134 =2037838 Н=2,03МН.

[F]E определяется по формуле:

[F]E = 310·10-6·Е/ny·D2·[100·(S-C)/D]2·,

где nу - коэффициент запаса устойчивости в рабочем состоянии

(nу=2,4); Е=2,15·105 МПа;

[F]E =310·10-6·2,15·105/2,4·10002·[100·0,82/1000]2 ·=4,48МН.

[F]=2,03/ = 1,84МН.

Проверяем условие устойчивости:

0,25/1,84<1.

Толщину стенки днища принимаем равной толщине стенки аппарата [9].

7.3 Выбор вспомогательного оборудования

7.3.1 Оборудование для получения газообразной углекислоты

Охладитель газов

Назначение: охлаждение дымового газа до температуры абсорбции и отмывки от механических примесей.

Конструкция: вертикальный цилиндрический аппарат пенный, тарельчатого типа со сливным устройством. В верхней части имеется брызгоотбойный слой насадки - кольца Рашига.

Количество: 1шт.

Насос для МЭА

Назначение: а) подача насыщенного раствора МЭА на регенерацию в десорбер.

б) подача регенерированного раствора на абсорбер.

Количество: работающих - 2 шт. резервных - 1 шт.

Испаритель

Назначение: получение отдувочного пара и удаление остатков СО2 при кипячении насыщенного раствора МЭА.

Конструкция: испаритель кожухотрубчатый с неподвижными трубными решетками с температурным компенсатором на кожухе вертикальный с паровым теплоносителем.

Количество: 2 шт.

Конденсатор

Назначение: конденсация паров МЭА и воды до температуры 30 оС и охлаждение углекислого газа.

Конструкция: холодильник кожухотрубчатый с неподвижными трубными решетками, вертикальный.

Количество: 3 шт.

Теплообменник

Назначение: охлаждение углекислого газа после сжатия его в компрессорах.

Конструкция: теплообменный аппарат типа «труба в трубе».

Количество: 2 шт.

7.4.1 Оборудование для получения жидкой углекислоты

Компрессор

Назначение: для компремирования углекислого газа не более 75 кг/см2.

Конструкция: трехступенчатый, угловой крейцкопфный, цилиндрический.

Количество: 2 шт.

Теплообменник

Назначение: охлаждение углекислого газа после сжатия его в компрессорах.

Конструкция: теплообменный аппарат типа «труба в трубе».

Количество: 2 шт. [4].

Таблица 7.1 - Экспликакация оборудования

8. Ресурсосбережение и охрана окружающей среды

углекислый газ производство

Технологические процессы химического производства связанны с выделением в атмосферу вредных веществ, которые наносят вред людям и окружающей среде.

Углекислотная станция является объектом по утилизации части дымовых газов производственной котельной.

При промышленном производстве углекислого газа применяется абсорбционно-десорбционный цикл, который заключается в поглощении углекислого газа раствором моноэтаноламина с последующей десорбцией насыщенного раствора нагревание. Проектом предусмотрена регенерация раствора МЭА, что исключает загрязнение окружающей среды его отходами.

Углекислый газ нетоксичен, но по воздействию его повышенных концентраций в воздухе на воздуходышащие живые организмы его относят к удушающим газам . Незначительные повышения концентрации до 2--4 % в помещениях приводят к развитию у людей сонливости и слабости. Опасными концентрациями считаются уровни около 7--10 %, при которых развивается удушье, проявляющее себя в головной боли, головокружении, расстройстве слуха и в потери сознания (симптомы, сходные с симптомами высотной болезни), в зависимости от концентрации, в течение времени от нескольких минут до одного часа. При вдыхании воздуха с высокими концентрациями газа смерть наступает очень быстро от удушья В технологической схеме используются принципы ресурсо- и энергосбережения. Для сокращения расхода свежей воды из источника к сброса сточных вод в водоём предусматривается локальное оборотное водоснабжение чистого цикла.

Энергосбережение достигается за счет установки регенеративных теплообменников. Также оборотная вода, конденсат греющего пара, нагретые до высокой температуры, идут на отопление теплиц, находящихся на территории предприятия.

Для очистки оборудования в линии производства диоксида углерода используют 15 % - 20 % раствор соды каустической. Оборотные промывные воды (раствор соды) сливают в канализацию с нейтрализацией на сбросе.

Производство диоксида углерода - производство, имеющее условно чистые технологические и вентиляционные выбросы в атмосферу с содержанием вредных веществ, не превышающим предельно допустимые концентрации в рабочей зоне производственных помещений.

В окружающую среду выделяются ниже перечисленные компоненты:

отработанные дымовые газы - 5284,17 т/г;

кубовый остаток смол - 7,3 т/г; стоки от охладителя газов - 14400 м3/ч; отработанные промывные воды - 22110 м3/г; хозяйственно - бытовые стоки -826,5 м3/ч.

Для очистки дымовых газов от механических примесей и охлаждения в производстве используют охладитель газа, орошаемый водой. Этот процесс предотвращает излишнее загрязнение и нагрев воздушного бассейна [10].

Заключение

Извлечение диоксида углерода (IV) из дымовых газов проводят путем абсорбции-десорбции методом, водным раствором амина с проведением десорбции диоксида углерода под атмосферным давлением.

Готовая продукция соответствует нормативным документам. Допускается изготовление и поставка продукции на экспорт в соответствии с требованиями международных, региональных и национальных стандартов других стран.

В выпускной работе были проработаны разделы ресурсосбережения и охраны окружающей среды. Выполнены материальные и тепловые расчеты, на основе которых, произведен выбор основного технологического оборудования.

Перспективным вариантом усовершенствования извлечение диоксида углерода (IV) на ОАО “Алтайвагон” является замена кожухотрубчатого теплообменника на разборный пластинчатый теплообменник. В этом случае сокращается объем воды на 4.2 тонны в час, на дополнительное охлаждение регенерированного МЭА. Увеличивается рабочая площадь производства.

Исходя из этого решения о замене кожухотрубчатого теплообменника на разборный пластинчатый теплообменник - считаю такой вариант технического усовершенствования производства приемлемым.

Список использованной литературы

1 Семенова Т.А. Очистка технологических газов / Т.А. Семёнова, И.Л. Лейтес, Ю.В. Аксельрод, М.И. Маркина и др.; под общ. ред. Т.А. Семёновой. - М: Химия, 1977.-489с.

2 Атрощенко В.И. Технология связанного азота / Атрощенко В.И. , Алексеев А.М., Засорин А.П. и др; под общ.ред. В.И. Атрощенко.

- М: Химия, 1985.-327с.

3 Очистка конвертированного газа [http://vunivere.ru/work9910]// Режим доступа http://vunivere.ru/, свободный. - Загл. С экрана (10.05.2014).

4 Технологический регламент ОАО «Алтайвагон».

5 Состав - дымовой газ [http://www.ngpedia.ru/id460234p1.html] // Большая Энциклопедия Нефти Газа Режим доступа http://www.ngpedia.ru/index.html, свободный . - Загл. С экрана (15.05.2014).

6 Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической промышленности/ Касаткин А. Г. ;- 8-е изд., перераб. - М.: Химия, 1971. - 784 с.

7 Пластинчатые теплообменники «Ридан»

[http://www.ridan.ru/wp-content/uploads/2013/06/KATALOG-2013.pdf]// Режим доступа http://www.ridan.ru/, свободный. - Загл. С экрана (20.05.2014).

8 Лащинский А. А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: справочник / А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский . ? Л.: Машиностроение, 1970. - 752

9 Свит Т.Ф., Зацепин В.В. Технологическое оборудование произ

водств неорганических веществ: Учеб. пособ. / Т.С. Свит, В.В. Зацепин; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И.Ползунова. - Барнаул: Изд-во Алт ГТУ, 2003 .-268с.

10 Эльтерман В. М. Охрана воздушной среды на химических и нефте

химических предприятиях/ В.М. Эльтерман -М.: Химия, 1985. - 160 с

Размещено на Allbest.ru