Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Разработка ФСА процесса производства аммиака

Азотоводородная смесь нагнетается поршневым компрессором К1 до давления 25МПа и подается в масляный фильтр ФМ, который служит для очистки сжатого газа от смазочного масла. Там же производится очистка непрореагировавшей азотоводородной смеси из компрессора К2. После фильтра ФМ смесь подается в межтрубное пространство конденсационной колонны КК. Охлаждение и конденсация части аммиака, содержащегося в смеси, осуществляется встречным потоком холодного газа из аммиачного испарителя И. Сконденсировавшийся аммиак собирается в емкости Е, а азотоводородная смесь поступает на синтез в колонну КС. Синтез протекает в присутствии катализатора. Реакция образования аммиака обратима и идет с выделением тепла. Обычно реакцию проводят при температуре 380450°С. Выход аммиака в этом случае составляет 1218%.

Колонна синтеза КС состоит из катализаторной коробки и трубчатого теплообменника. Исходная азотоводородная смесь перед катализаторной коробкой нагревается в трубчатом теплообменнике (до температуры, необходимой для начала реакции) за счет тепла, выделившегося при синтезе смеси предыдущей порции. Часть исходной смеси может подаваться в нижнюю часть колонны минуя теплообменник, что позволяет осуществлять регулирование температуры.

Контактный газ после колонны синтеза КС поступает в водяной холодильник ВХ, где охлаждается до 3035°С. При этом аммиак, содержащийся в газе, конденсируется. В сепараторе С производится отделение жидкого аммиака от непрореагировавшей азотоводородной смеси, которая направляется в линию всасывания циркуляционного компрессора К2, обеспечивающего компенсацию потерь давления в аппаратах КС, ВХ, С (25МПа) и возможность возврата смеси в ФМ. Жидкий аммиак отводится в емкость Е, где из него выделяются растворенные газы.

Технологическая схема процесса производства аммиака представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 Технологическая схема производства аммиака: К1 и К2 - многоступенчатые поршневые компрессоры; ФМ - масляный фильтр; КК - конденсационная колонна; И - аммиачный испаритель; КС - колонна синтеза; ВХ - водяной холодильник; С - сепаратор; Е - емкость

Задание

1) Разработать контур стабилизации давления в линии нагнетания азотоводородной смеси компрессором К1, управляя давлением через изменение проходного сечения в байпасной линии компрессора.

2) Разработать контур каскадного регулирования температуры на выходе из испарителя И с промежуточной координатой - уровень в испарителе И. В качестве регулирующего воздействия принять изменение расхода жидкого аммиака на входе в испаритель И. Для измерения уровня использовать гидростатический уровнемер, а для измерения температуры - термосопротивление.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? расхода жидкого аммиака на входе в испаритель И с использованием в качестве датчика ультразвукового расходомера;

? температуры азотоводородной смеси на выходе из колонны КК с использованием в качестве датчика термосопротивления;

? давления в емкости Е;

? уровня в кубе колонны КК с использованием емкостного уровнемера;

? уровня в емкости Е с использованием емкостного уровнемера.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

· падение давления в линии подачи азотоводородной смеси (Р<Pmin);

· рост температуры на выходе из испарителя И (Т>Tmax)

5) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: стабилизируемое давление в линии нагнетания должно составлять 25 МПа, параметры трубопровода D_У = 50 мм, Т = 35°С, среда неагрессивная.

2. Разработка ФСА процесса производства аммиака

Азотоводородная смесь нагнетается поршневым компрессором К1 до давления 25МПа и подается в масляный фильтр ФМ, который служит для очистки сжатого газа от смазочного масла. Там же производится очистка непрореагировавшей азотоводородной смеси из компрессора К2. После фильтра ФМ смесь подается в межтрубное пространство конденсационной колонны КК. Охлаждение и конденсация части аммиака, содержащегося в смеси, осуществляется встречным потоком холодного газа из аммиачного испарителя И. Сконденсировавшийся аммиак собирается в емкости Е, а азотоводородная смесь поступает на синтез в колонну КС. Синтез протекает в присутствии катализатора. Реакция образования аммиака обратима и идет с выделением тепла. Обычно реакцию проводят при температуре 380450°С. Выход аммиака в этом случае составляет 1218%.

Колонна синтеза КС состоит из катализаторной коробки и трубчатого теплообменника. Исходная азотоводородная смесь перед катализаторной коробкой нагревается в трубчатом теплообменнике (до температуры, необходимой для начала реакции) за счет тепла, выделившегося при синтезе смеси предыдущей порции. Часть исходной смеси может подаваться в нижнюю часть колонны минуя теплообменник, что позволяет осуществлять регулирование температуры.

Контактный газ после колонны синтеза КС поступает в водяной холодильник ВХ, где охлаждается до 3035°С. При этом аммиак, содержащийся в газе, конденсируется. В сепараторе С производится отделение жидкого аммиака от непрореагировавшей азотоводородной смеси, которая направляется в линию всасывания циркуляционного компрессора К2, обеспечивающего компенсацию потерь давления в аппаратах КС, ВХ, С (25МПа) и возможность возврата смеси в ФМ. Жидкий аммиак отводится в емкость Е, где из него выделяются растворенные газы.

Технологическая схема процесса производства аммиака представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 Технологическая схема производства аммиака: К1 и К2 - многоступенчатые поршневые компрессоры; ФМ - масляный фильтр; КК - конденсационная колонна; И - аммиачный испаритель; КС - колонна синтеза; ВХ - водяной холодильник; С - сепаратор; Е - емкость

Задание

1) Разработать контур регулирования температуры в колонне синтеза КС. В качестве регулирующего воздействия принять изменение расхода подачи азотоводородной смеси в нижнюю часть колонны.

2) Разработать контур стабилизации уровня в сепараторе С, измененяя расход в линии слива аммиака в емкость Е. Для измерения уровня использовать емкостной уровнемер.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? расхода жидкого аммиака, поступающего в емкость Е из сепаратора С, с использованием в качестве датчика ультразвукового расходомера;

? давления на линии подачи азотоводородной смеси в колонну КК;

? давления в емкости Е;

? температуры (3035⁰С) на выходе из холодильника ВХ;

? уровня в емкости Е с использованием в качестве датчика акустического уровнемера;

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

? падение давления в линии подачи азотоводородной смеси (Р < P_min);

? рост температуры в колонне КС (Т > T_max);

? выход из заданного диапазона значения уровня в сепараторе С (L_min<L<L_max).

5) Учесть следующие условия: регулируемая температура в точке измерения - 380450°С, давление Р_У = 20МПа, параметры трубопровода, где устанавливается клапан: D_У = 50 мм, Т = 50°С; среда неагрессивная.

3. разработка ФСА процесса производства динитронафталина

В нитратор НР из напорных баков НБ1 и НБ2 непрерывно через диафрагмовые дозаторы подается мононитронафталин и кислотная смесь.

В нитраторе НР поддерживается температура 40°С. Охлаждение производится подачей в нитратор с помощью насоса НС предварительно охлажденной в теплообменнике Т отработанной кислоты. Из нитратора НР реакционная масса непрерывно поступает на барабанный вакуумфильтр ВФ1, где производится отжим отработанной кислоты. Последняя поступает в вакуумприемник отработанной кислоты ВП1. Продукт (динитронафталин) в вакуумфильтре ВФ1 срезается ножом и попадает в репульпатор РП, где смешивается в водой, подаваемой из напорного бака НБ3.

Продукт в смеси с водой подается на вакуумфильтр ВФ2. На нем производится отжим кислой воды, которая подается в приемник ВП2 и далее на регенерацию. Динитронафталин поступает в сушилку СЛ, где осуществляется его высушивание подачей пара.

Технологическая схема процесса производства динитронафталина представлена на рисунке 10.

Рисунок 10 Технологическая схема процесса производства динитронафталина:

НБ1, НБ2 и НБ3 - напорные баки; НР - нитратор; Т - теплообменник; НС - насос; ВФ1 и ВФ2 - вакуумфильтры; ВП1 и ВП2 - вакуумприемники; РП - репульпатор; СЛ - сушилка

Задание

1) Разработать контур регулирования соотношения расходов мононитронафталина (890 кг/ч) и кислотной смеси (2900 кг/ч), подаваемых в нитратор НР, (15 м³/ч) путем изменения расхода кислотной смеси. Для измерения расхода мононитронафталина принять весовой расходомер, а для расхода кислотной смеси - электромагнитный. Изменение расхода кислотной смеси осуществляется дозатором с частотным приводом, имеющим следующие возможности: алгоритм плавного изменения скорости вращения вала двигателя, средства ручного управления двигателем по месту установки привода, цифровая индикация текущих значений скорости и частоты вращения.

2) Разработать контур каскадного регулирования температуры (40⁰С) в нитраторе НР, с промежуточной координатой

- температура отработанной кислоты (20⁰С) на входе в нитратор НР. В качестве регулирующего воздействия принять изменение расхода хладагента (вода).

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? температуры динитронафталина, температура составляет 70⁰С;

· температуры отработанной кислоты до теплообменника Т, температура составляет 400С;

· расхода отработанной кислоты (20кг/ч) в линии подачи ее в нитратор НР, для измерения расхода использовать электромагнитный расходомер;

· уровня в баке НБ3, для измерения уровня принять буйковый уровнемер.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

o рост температуры динитронафталина (Т > T_max);

o выход из заданного диапазона значений расходов веществ, подаваемых в нитратор НР, (F_min<F<F_max).

5) Выполнить подбор с учетом следующих условий: заданные значения регулируемых температур 2040⁰С, параметры трубопровода: диаметр трубопровода D_У = 25 мм, давление Р_У = 0,1МПа.



4. Разработка ФСА процесса сушки в кипящем слое

Сушильный агрегат состоит из двухкамерной сушилки кипящего слоя (КС), в нижнюю часть которой подается из топки ТП сушильный агент (топочный газ). Влажный материал поступает из промежуточного бункера Б1 в верхнюю половину сушилки КС и после сушки в псевдосжиженном состоянии поступает в бункер Б2. Отработанный сушильный агент из верхней части сушилки поступает в циклон Ц и после отделения твердой фазы сбрасывается дымососом Д в атмосферу. При автоматизации сушки в кипящем слое основным показателем процесса является температура кипящего слоя. Регулирующим воздействием при стабилизации температуры может быть изменение расхода влажного материала или сушильного агента или изменение температуры последнего. Более предпочтителен первый вариант, т.к. изменение параметров сушильного агента можно производить только в определенном, дольно узком диапазоне температур изза терморазложения материала.

Нормальная работа сушилок КС возможна только при определенной высоте кипящего слоя. С целью поддержания заданного значения этого параметра стабилизируется гидродинамическое сопротивление слоя, т.е. перепад давлений до и после решетки посредством изменения скорости через преобразователь частоты (ПЧ) электродвигателя питателя сухого материала П. Кроме этих регуляторов предусматриваются типовые узлы регулирования начальной температуры сушильного агента, его расхода, соотношения расходов топлива и первичного воздуха.

Технологическая схема процесса сушки в кипящем слое представлена на рисунке 11.



Рисунок 11 Технологическая схема процесса сушки в кипящем

слое: КC - сушилка кипящего слоя; Б1 и Б2 - бункеры важного и сухого материалов соответственно; ТП - топка; ПЧ1 и ПЧ2 - частотные преобразователи; П - питатель; Ц - циклон; Д - дымосос, М - двигатель

Задание

1) Разработать контур регулирования температуры (170°С) сушильного агента, путем изменения расхода вторичного воздуха (20 м³/ч, D_У = 150 мм).

2) Разработать контур стабилизации перепада давлений (0,05МПа) на решетке сушилки путем изменения расхода сухого материала. Аналогично подаче влажного материала здесь также используется питатель с возможность дистанционного изменения скорости вращения.

3) Обеспечить требуемое разряжение (0,1 МПа) в верхней части сушилки, перекрывая линию дымососа.

4) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

расхода сушильного агента (22 м³/ч) с использованием в качестве датчика расходомер переменного перепада давлений;

температуры (15°С) отработанного сушильного агента;

соотношения расходов топлива (5 м³/ч) и первичного воздуха (15 м³/ч);

температуры (90°С) в кипящем слое.

5) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

выход из заданного диапазона значения температуры кипящего слоя (Т_min< Т<Т_max);

рост перепада давлений на решетке сушилки (DP > DP_max).

6) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: расход топлива 5 м³/ч, расход первичного воздуха 15 м³/ч, параметры трубопровода линии подачи первичного воздуха D_У = 100 мм, Т = 18°С, Р_У = 0,7МПа; среда неагрессивная.

5. Разработка ФСА процесса производства полипропилена

Пропилен поступает в нижнюю часть реактораполимеризатора РП. Туда же подается инертный растворитель (бензин) и катализатор. Необходимая степень перемешивания реакционной массы обеспечивается мешалкой и барботажем мономера через жидкую фазу.

В результате реакции полимеризации получается полипропилен. Основным показателем качества продукта является средняя молекулярная масса, определяющая механические и физические свойства получаемого продукта. Молекулярная масса полимера определяется расходом специальной добавки - регулятора молекулярной массы (водород). Для отвода теплоты реакции в рубашку реактора подают хладоноситель.

Полученная суспензия полимера с непрореагировавшим мономером через подогреватель Т поступает в испарительную камеру ИК. В последней происходит выделение из жидкости растворенного мономера и испарение части растворителя. Суспензия полимера отводится из нижней части ИК и подается на выделение растворителя, а парогазовая смесь охлаждается в холодильнике Х и поступает в сепаратор С. Конденсат растворителя из сепаратора С возвращается в испарительную камеру ИК, а газовая фаза, состоящая в основном из мономера, направляется на очистку. В дальнейшем мономер вновь возвращается в реактор РП.

Технологическая схема процесса производства полипропилена представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 Технологическая схема процесса производства полипропилена: РП - реакторполимеризатор; Т - подогреватель; ИК - испарительная камера; Х - холодильник; С - сепаратор

Задание

1) Разработать контур регулирования расхода мономера на входе в РП. Регулирующее воздействие - расход мономера на входе в РП. Для измерения расхода мономера принять расходомер переменного перепада давлений.

2) Разработать контур каскадного регулирования температуры в реакторе РП (140°C), с промежуточной координатой

- расходом хладагента (70м³/ч). В качестве регулирующего воздействия принять расход хладагента.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

· температуры мономера на входе в РП с использованием в качестве датчика температуры термосопротивление;

· расходов растворителя и катализатора в линиях подачи газа в РП с использованием в качестве датчиков расхода - расходомера переменного перепада давлений и электромагнитного расходомера соответственно;

· расхода водорода на входе в РП. В качестве датчика расхода используется ротаметр;

· давления в реакторе РП.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

· рост температуры в реакторе (Т>Тmax);

· превышение давления в реакторе (Р>Рmax).

5) Разработать схему защиты для нештатной ситуации рост температуры в реакторе РП выше критического значения. В этом случае необходимо прекратить подачу в реактор катализатора, растворителя и водорода.

6) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: регулируемая температура в реакторе 75°С, расход хладоагента 25 м3/ч, параметры трубопровода DУ = 75 мм, РУ=0,6МПа. Учесть, что процесс взрывопожароопасный.

6. Разработка ФСА процесса производства полипропилена

Пропилен поступает в нижнюю часть реактораполимеризатора РП. Туда же подается инертный растворитель (бензин) и катализатор. Необходимая степень перемешивания реакционной массы обеспечивается мешалкой и барботажем мономера через жидкую фазу.

В результате реакции полимеризации получается полипропилен. Основным показателем качества продукта является средняя молекулярная масса, определяющая механические и физические свойства получаемого продукта. Молекулярная масса полимера определяется расходом специальной добавки - регулятора молекулярной массы (водород). Для отвода теплоты реакции в рубашку реактора подают хладоноситель.

Полученная суспензия полимера с непрореагировавшим мономером через подогреватель Т поступает в испарительную камеру ИК. В последней происходит выделение из жидкости растворенного мономера и испарение части растворителя. Суспензия полимера отводится из нижней части ИК и подается на выделение растворителя, а парогазовая смесь охлаждается в холодильнике Х и поступает в сепаратор С. Конденсат растворителя из сепаратора С возвращается в испарительную камеру ИК, а газовая фаза, состоящая в основном из мономера, направляется на очистку. В дальнейшем мономер вновь возвращается в реактор РП.

Технологическая схема процесса производства полипропилена представлена на рисунке 12.

Рисунок 12 Технологическая схема процесса производства полипропилена: РП - реакторполимеризатор; Т - подогреватель; ИК - испарительная камера; Х - холодильник; С - сепаратор

Задание

1) Разработать контур каскадного регулирования температуры после подогревателя Т, с промежуточной координатой

- расходом пара. В качестве регулирующего воздействия принять расход пара. Для измерения температуры использовать термосопротивление.

2) Разработать контур регулирования давления в испарительной камере ИК. Регулирующее воздействие - расход выведенной парогазовой фазы.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

· температуры в реакторе РП с использованием в качестве датчика температуры термопары;

· расхода непрореагировавшего мономера на выходе из сепаратора С с использованием расходомера переменного перепада давлений;

· уровня в испарительной камере ИК, в качестве датчика уровня использовать емкостной уровнемер;

· температуры после холодильника Х, в качестве датчика температуры использовать термосопротивление.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

· выход из заданного диапазона значения температуры в реакторе РП (Тmin< Т<Тmax);

· превышение давления в реакторе (Р>Рmax) порогового значения;

· превышение уровня в кубе ИК(L>Lmax) порогового значения.

5) Разработать схему защиты для нештатной ситуации рост температуры в реакторе РП выше критического значения. В этом случае необходимо открыть запорный клапан на линии подачи хладоагента в рубашку реактора.

6) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: давление в камере 2,5 МПа, давление в реакторе 12 МПа, параметры трубопровода DУ = 50 мм, РУ = 0,2МПа. Учесть, что процесс взрывопожароопасный.

7. Разработка ФСА процесса переработки сероводорода в серу

Газ, полученный в процессе моноэтанольной очистки газов от сероводорода и содержащий до 95% сероводорода (кислый газ), подается на переработку с целью получения элементарной серы. Переработка производится в несколько этапов. Первоначально кислый газ (примерно 87% от общего количества) в смеси с атмосферным воздухом подают в топку реакторарегенератора РР на высокотемпературное пламенное сжигание (1500°С).

Большая часть сероводорода (примерно 65%) превращается в реакторе РР в серу, которая выводится из газового потока в результате охлаждения его до 155°С и конденсации образовавшихся паров в котлеутилизаторе КУ. В сепараторе С происходит сепарация капель серы, унесенных газовым потоком. После котлаутилизатора КУ газы вновь нагреваются до 265°С в подогревателе П при смешении их с продуктами сжигания кислого газа, образовавшегося в топке подогревателя П. Нагретые газы поступают в конвертор К, где в присутствии катализатора проводится конверсия сероводорода и диоксида серы в серу. В холодильнике Х газы охлаждаются, при этом конденсируются пары серы.

После каталитической конверсии газ направляется в сероулавливающую башню, представляющую собой скруббер СК со слоем насадки из керамических колец, где происходит отделение от газа захваченных капель серы. После скруббера СК в газе остаются непрореагировавшие сернистые соединения, а также же не уловленные частицы серы, поэтому он направляется в печь дожигания ПД. Здесь при температуре 600°С происходит дожигание остатков сероводорода и серы в избытке кислорода воздуха до сернистого ангидрида. После печи ПД газы через дымовую трубу ДТ сбрасываются в атмосферу.

Технологическая схема процесса переработки сероводорода в серу представлена на рисунке 13.

Рисунок 13 Технологическая схема процесса переработки сероводорода в серу: РР реакторрегенератор; КУ - котелутилизатор; С - сепаратор; П - подогревать; ПД - печь дожигания; К - конвертор; Х - холодильник; СК - скруббер; ДТ - дымовая труба

Задание

1) Разработать контур регулирования соотношения расходов воздуха и кислого газа, поступающих в реакторрегенератор РР путем изменения подачи расхода воздуха.

2) Разработать контур каскадного регулирования температуры газа (265°С) после подогревателя П, с промежуточной координатой - расходом кислого газа. В качестве регулирующего воздействия принять расход кислого газа. Для измерения расхода принять расходомер переменного перепада давлений.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? температуры в реакторерегенераторе РР (1500°С);

? давления воздуха на входе в подогреватель П;

? уровня в котле утилизаторе КУ, в качестве датчика уровня использовать емкостной уровнемер;

? давления в котле утилизаторе КУ.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

? превышение давления в КУ (Р>Р_max);

? снижение температуры газа после подогревателя П (Т<Т_min);

? снижение температуры в реакторе РР (Т<Т_min).

5) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: расход воздуха 5 м³/ч, расход кислого газ 15 м³/ч, параметры трубопровода линии подачи первичного воздуха D_У = 100 мм, Т = 20°С, Р_У=0,6МПа, среда неагрессивная. Учесть, что процесс взрывопожароопасный.

8. Разработка ФСА процесса переработки сероводорода в серу

Газ, полученный в процессе моноэтанольной очистки газов от сероводорода и содержащий до 95% сероводорода (кислый газ), подается на переработку с целью получения элементарной серы. Переработка производится в несколько этапов. Первоначально кислый газ (примерно 87% от общего количества) в смеси с атмосферным воздухом подают в топку реакторарегенератора РР на высокотемпературное пламенное сжигание (1500°С).

Большая часть сероводорода (примерно 65%) превращается в реакторе РР в серу, которая выводится из газового потока в результате охлаждения его до 155°С и конденсации образовавшихся паров в котлеутилизаторе КУ. В сепараторе С происходит сепарация капель серы, унесенных газовым потоком. После котлаутилизатора КУ газы вновь нагреваются до 265°С в подогревателе П при смешении их с продуктами сжигания кислого газа, образовавшегося в топке подогревателя П. Нагретые газы поступают в конвертор К, где в присутствии катализатора проводится конверсия сероводорода и диоксида серы в серу. В холодильнике Х газы охлаждаются, при этом конденсируются пары серы.

После каталитической конверсии газ направляется в сероулавливающую башню, представляющую собой скруббер СК со слоем насадки из керамических колец, где происходит отделение от газа захваченных капель серы. После скруббера СК в газе остаются непрореагировавшие сернистые соединения, а также же не уловленные частицы серы, поэтому он направляется в печь дожигания ПД. Здесь при температуре 600°С происходит дожигание остатков сероводорода и серы в избытке кислорода воздуха до сернистого ангидрида. После печи ПД газы через дымовую трубу ДТ сбрасываются в атмосферу.

Технологическая схема процесса переработки сероводорода в серу представлена на рисунке 13.

Рисунок 13 Технологическая схема процесса переработки сероводорода в серу: РР реакторрегенератор; КУ - котелутилизатор; С - сепаратор; П - подогревать; ПД - печь дожигания; К - конвертор; Х - холодильник; СК - скруббер; ДТ - дымовая труба

Задание

1) Разработать контур регулирования температуры в печи дожигания ПД (600⁰С) путем изменения расхода топливного газа.

2) Разработать контур регулирования концентрации оксида серы SO₂ (1,7%) после печи дожигания. Регулирующее воздействие - расход кислого газа, подаваемого в реакторрегенератор РР. Для измерения рекомендуется использовать термокондуктометрического газоанализатора с электрическим унифицированным выходным сигналом.

3) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? давления (1МПа) в котлеутилизаторе КУ;

? температуры газа поле холодильника Х (80⁰С);

? расходом воды, для измерения расхода принять расходомер переменного перепада давлений;

? уровня в КУс использованием в качестве датчика уровня емкостного уровнемера;

? соотношения расходов воздуха и топливного газа, подаваемых в печь дожигания ПД.

4) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

? превышения температуры в ПД (Т>Т_max);

? превышение давления в КУ (Р>Р_max);

? превышение уровня в КУ (L>L_max).

5) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: расход воздуха 5 м³/ч, расход кислого газ 15 м³/ч, параметры трубопровода линии подачи первичного воздуха D_У = 100 мм, Т = 20⁰С, Р_У = 0,65МПа, среда неагрессивная. Учесть, что процесс взрывопожароопасный.

9. Разработка ФСА процесса производства серной кислоты (стадия 1)

Колчедан в виде мелких гранул из бункера БН тарельчатого питателя ТП подается в печь с кипящем слоем ПЧ. Для создания кипящего слоя под распределительную решетку печи подается воздух. В кипящем слое происходит горение серного колчедана (окисление серы кислородом воздуха) с образованием сернистого ангидрида (1214%). Показателем эффективности процесса является концентрация сернистого ангидрида в обжиговом газе. К режимным параметрам, которые в первую очередь определяют процесс горения, относятся температура горения и перепад давления в верхней и нижней частях аппарата.

Реакция окисления протекает с выделением большого количества тепла, поэтому в зону реакции введены змеевики, по которым перемещается хладоноситель. Обжиговый газ при температуре 850°С поступает в котелутилизатор КУ, где за счет испарения воды охлаждается примерно до 450°С. Для обеспечения нормального технологического режима КУ стабилизируют уровень жидкости и давление пара в котле. Затем он подвергается очистке от огарковой пыли в циклоне Ц и электрофильтре ЭФ1 и подается в промывное отделение.

Технологическая схема процесса производства серной кислоты (стадия 1) представлена на рисунке 14.

Рисунок 14 Технологический процесс производства серной ки

слоты (стадия 1): БН - бункер; ТП - тарельчатый питатель; ПЧ - печь кипящего слоя; КУ - котелутилизатор; Ц - циклон; ЭФ - электрофильтр

технологический производство давление сушка

Задание

1) Разработать контур регулирования температуры в печи ПЧ (850°С). Регулирующее воздействие - расход воздуха.

2) Разработать контур регулирования давления в верхней части печи ПЧ. Регулирующее воздействие - расхода обжигового газа.

3) Разработать контур регулирования давления пара в котле утилизаторе КУ путем изменения количества отбираемого пара.

4) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

? концентрацию SO₂ (13%) после печи ПЧ с использованием в качестве датчика концентрации термокондуктометрического газоанализатора;

? температуры в котле КУ;

· уровня в котле утилизаторе КУ, для измерения уровня принять гидростатический уровнемер,

· расхода воды, для измерения расхода принять расходомер переменного перепада давлений.

5) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

· превышения температуры в ПЧ (Т>Тmax);

· выход из заданного диапазона перепада давлений в печи ПЧ (DРmin<DР <DРmax).

6) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: регулируемая температура 850°С; расход воздуха 20 м³/ч; параметры трубопровода линии подачи воздуха D_У = 80 мм, Т = 18°С, Р_У = 0,6МПа. Учесть, что процесс взрывопожароопасный.

10. Разработка ФСА процесса сушки в кипящем слое

Сушильный агрегат состоит из двухкамерной сушилки кипящего слоя (КС), в нижнюю часть которой подается из топки ТП сушильный агент (топочный газ). Влажный материал поступает из промежуточного бункера Б1 в верхнюю половину сушилки КС и после сушки в псевдосжиженном состоянии поступает в бункер Б2. Отработанный сушильный агент из верхней части сушилки поступает в циклон Ц и после отделения твердой фазы сбрасывается дымососом Д в атмосферу. При автоматизации сушки в кипящем слое основным показателем процесса является температура кипящего слоя. Регулирующим воздействием при стабилизации температуры может быть изменение расхода влажного материала или сушильного агента или изменение температуры последнего. Более предпочтителен первый вариант, т.к. изменение параметров сушильного агента можно производить только в определенном, дольно узком диапазоне температур изза терморазложения материала.

Нормальная работа сушилок КС возможна только при определенной высоте кипящего слоя. С целью поддержания заданного значения этого параметра стабилизируется гидродинамическое сопротивление слоя, т.е. перепад давлений до и после решетки посредством изменения скорости через преобразователь частоты (ПЧ) электродвигателя питателя сухого материала П. Кроме этих регуляторов предусматриваются типовые узлы регулирования начальной температуры сушильного агента, его расхода, соотношения расходов топлива и первичного воздуха.

Технологическая схема процесса сушки в кипящем слое представлена на рисунке 11.



Рисунок 11 Технологическая схема процесса сушки в кипящем

слое: КC - сушилка кипящего слоя; Б1 и Б2 - бункеры важного и сухого материалов соответственно; ТП - топка; ПЧ1 и ПЧ2 - частотные преобразователи; П - питатель; Ц - циклон; Д - дымосос, М - двигатель

Задание

1) Разработать контур регулирования соотношения расходов топлива (5 м3/ч) и первичного воздуха (15 м3/ч) путем изменения подачи расхода первичного воздуха.

2) Разработать контур стабилизации температуры (90°С) в кипящем слое путем изменения расхода влажного материала. Подача материала осуществляется питателем, скорость вращения которого изменяется посредством частотного преобразователя, воспринимающего унифицированный аналоговый электрический сигнал.

3) Обеспечить требуемое разряжение (0,1 МПа) в верхней части сушилки, перекрывая линию дымососа.

4) Обеспечить контроль всех регулируемых параметров, а также:

расхода сушильного агента (22 м³/ч) с использованием в качестве датчика расходомер переменного перепада давлений;

температуры (15°С) отработанного сушильного агента;

температуры (170°С) сушильного агента;

перепада давлений (0,05МПа) на решетке сушилки

5) Предусмотреть световую сигнализацию отклонения следующих параметров:

выход из заданного диапазона значения температуры кипящего слоя (Т4_min< Т<Т_max);

рост перепада давлений на решетке сушилки (DP > DP_max).

6) Выполнить подбор приборов с учетом следующих условий: расход топлива 5 м3/ч, расход первичного воздуха 15 м3/ч, параметры трубопровода линии подачи первичного воздуха DУ = 100 мм, Т = 18°С, РУ = 0,7МПа; среда неагрессивная.

Размещено на Allbest.ru

...