«Изучение процесса массоотдачи в вихревом контактном устройстве (ВКУ) на примере. Метод десорбции плохо растворимого газа кислорода из воды в воздух.» - Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Историческая справка о технологическом процессе 3

2.2. Обоснование и выбор технологии производства 6

2.3. Характеристика сырья, продуктов, вспомогательных материалов 7

2.4. Физико-химические основы процесса денитрации 10

2.5. Описание технологического процесса 13

2.6. Обоснование и выбор оборудования 15

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 17

2.1. Расчет материального баланса 49

2.2. Технологические расчеты 56

2.3. Тепловой расчет 63

2.4. Механические расчеты 68

2.4.1. Расчет обечайки 68

2.4.2. Расчет эллиптического днища 70

3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕНИТРАЦИИ 72

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 121

Введение

Азотная кислота по объему производства занимает среди других кислот второе место после серной кислоты. Основное количество товарной азотной кислоты расходуется в производстве азотнокислых солей (нитратов) и сложных минеральных удобрений. Концентрированная азотная кислота применяется в производстве взрывчатых веществ: тротила, гексагена, октогена, тетрила. Значительное количество концентрированной азотной кислоты применяется для получения нитропроизводных бензола, нафталина, антрацена и других соединений ароматического ряда, использующихся в качестве полупродуктов в производстве синтетических красителей, а также в фармацевтической промышленности.

Огромное количество азотной используется в производстве нитратов целлюлозы: коллоксилина и пироксилина.

В настоящее время развитие производств, применяющих смесь азотной и серных кислот в качестве нитрующего агента привело к получению огромных количеств отработанных кислотных смесей. Эти смеси с экономической точки зрения необходимо регенерировать и в необходимых расчетных концентрациях возвращать обратно в производственных цикл, тем самым удешевляя единицу себестоимости готовой продукции. Целесообразность возвращения отработанных кислот в производственный цикл в требуемых концентрациях бесспорна. Правильный кислотооборот должен быть таким, при котором все отработанные кислоты после регенерации использовались бы на заводе.

При проектировании были использованы данные действующего производства по выпуску концентрированной азотной кислоты на Федеральном казенном предприятии «Казанский Государственный Пороховой Завод».

Заключение

В настоящее время в процессе простой денитрации отработанной серной кислоты применяются аппараты барботажного типа. Барботажным аппаратам характерны низкие предельные нагрузки по газу. Это объясняется тем, что с увеличением скорости движения газовой фазы по аппарату увеличивается и количество жидкости, уносимой газом с нижележащей тарелки на вышележащую. Большой брызгоунос снижает движущую силу процесса и, тем самым, уменьшает эффективность абсорбции.

Сделан вывод о том что для рассматриваемого процесса наибольший эффект дает использование в колонне простой денитрации вихревых контактных устройств. В качестве наиболее удачной конструкции для процесса денитрации было выбрано ВКУ с нисходящим потоком фаз.

Для данного контактного устройства без патрубка были проведены экспериментальные исследования гидравлического сопротивления и определение коэффициента массоотдачи в жидкой фазе методом десорбции кислорода из воды в воздух. По полученным данным построены графики зависимости гидравлического сопротивления и коэффициента массоотдачи от расходов жидкости и газа, определена эффективность ступени. Так же были проведены сравнения экспериментальных данных. Получены уравнения зависимости гидравлического сопротивления от скорости газа в щелях. Определили уравнение учитывающие как режимы и геометрические параметры исследуемого объекта, так и физико-химические свойства системы. Разработано два вида промышленных вихревых колонн денитрации отработанных кислот (с одним и двумя ВКУ на тарелке) для ФКП КГКПЗ.

Список литературы

1. Гиндич В.И., Забелин Л.В., Марченко Г.Н. Производство нитратов целлюлоз: технология и оборудование. ЦНИИНТИ, 1984.

2. Атрощенко В.И., Каргин С.И. Технология азотной кислоты: учебное пособие. М.: Химия, 1970.

3. Изготовление концентрированной азотной кислоты и регенерации отработанных кислот: технологический регламент. Казань: ФПК КГКПЗ, 1985.

4. Лебедев, А.Я., Тарасов А.П. Регенерация отработанных смесей азотной и серной кислот. М.: Дом техники, 1963.

5. Справочник сернокислотчика. Коллектив авторов, под ред. проф. Малина К.М. М.: Химия, 1971.

6. Исследование массоотдачи в жидкой фазе в вихревых аппаратах: методические указания / сост. Л.М. Останин, А.М. Шамсутдинов, Р.Н. Хамидуллин, Т.А. Ларкина; Казан. гос. технолог. ун-т. — Казань, 2002. — 16 с.

7. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами [Электронный ресурс]. — Режим доступа: h**t://anchem.r*/literature/books/muraviev, свободный

8. Грошев А.П. Технический анализ / А.П. Грошев. — М.: Химия, 1953.

9. Сафин Р.Ш., Лобанов В.М. К вопросу исследования вихревого эффекта в скоростных массообменных аппаратах.//Труды КХТИ им. С.М. Кирова, 1968, Вып. 39, с. 283-288.

10. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 9-е изд., пер. и доп. М., Химия, 1973. 754 с.

11. Пери Дж. Справочник инженера-химика. Пер. с англ./Под ред. Н.М. Жаворонкова и П.Г. Романкова. Т.1 —2. Л.: Химия, 1969. 640 с.

12. Каферов В.В., Петров В.Л., Мешалкин В.П. Принципы математического моделирования химико-технологических систем — М.: Химия, 1974, 344 с.

13. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов/Под ред. П.Г.Романкова. — 9-е изд. перераб. и доп. — Л.: Химия, 1981. — 560 с.

14. Рид Р., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Пер. с англ./Под ред. В.Б. Когана. Л.: Химия, 1971. 334 с.

15. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры / А.А. Лощинский, А.Р. Толщинский. — Л.: Машиностроение, 1970. — 750 с.

16. Основные процессы и аппараты химической технологии. Под ред. Дытнерского Ю.И. М.: Химия, 1991.

17. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Лащинский А.А. Толчинский А.Р., Л.: Машиностроение, 1970.

18. Экономическое обоснование научно-исследовательских дипломных работ: методические указания / сост. Г.Р. Стрекалова, О.В. Газизова. Г.И.Рахимова; Казан.гос.технол.ун-т. - Казань. 2004. - 36с.

19. Сергеев И.В. Экономика предприятия / И.В.Сергеев. - М.: Финансы и статистика, 2001 - 304 с.

10 Справочник по технике безопасности / под ред. А.П. Долина. - М.: Энергоиздат, 1985 - 640с.

11 Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и в воде: Справочник. -Л.: Химия, 1975. -456с.

12 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности: НПБ 105 - 03. - М.: ГУГПС МЧС России, 2003.-48с.

13 Отопление, вентиляция и кондиционирование: СНиП 2.04.05 - 91: утв. М-вом энергетики РФ 14.04.92 : ввод в действие с 04.09.92. - М: ЦИТП Госстрой СССР, 1992. - 64с.

14 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки : СН 2.2.4/2.1.8 - 562 - 96 : утв. Постановлением Госкомсанэпиднадзором России 31.10.96 : ввод в действие с 01.12.96. - М.: Стройиздат, 1996. - 8с.

15 ГОСТ 12.1.005 - 88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. -Взамен ГОСТ 12.1.005 - 76: введен с 01.01.88. - 32с.

16 Правила устройств электроустановок: справочное пособие. - М.:

Энергоатомиздат. 1987. - 648с.

17 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений: РД

34.21.122 - 87 : утв. М-вом энергетики РФ 13.05.01 : ввод в действие с 02.11.01

-М.:ЭНАС 2001. -27с.

18 Естественное и искусственное освещение: СНиП 23-05-95: утв. М-вом энергетики РФ 25.03.95: ввод в действие с 01.08.95. - М.: Светотехника, 1995.-20с.

8 Вопросы проектирования систем автоматизации в дипломных

проектах: методические указания / сост. Н. И. Егоров; Казан, гос. технолог, ун-

т.-Казань, 1998.-30 с.

9 Системы автоматизации и АСУТП в дипломных проектах. Основные

процессы проектирования: методические указания / сост. Н. И. Егоров; Казан,

гос. технолог, ун-т. - Казань. 1998. - 40 с.