«Гранулирование плава аммиачной селитры. Экспериментальная установка» - Дипломная работа

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 8

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10

1.1 Сырье для получения аммиачной селитры. Нейтрализация азотной кислоты аммиаком 10

1.2 Схема нейтрализации азотной кислоты под атмосферным давлением 12

1.3 Схема нейтрализации азотной кислоты с использованием вакуум-испарителя 15

1.4 Схема нейтрализации азотной кислоты под повышенным давлением 16

1.5 Выпаривание растворов аммиачной селитры 19

1.6 Гранулирование плава аммиачной селитры 27

1.6.1 Гранулирование в башнях 27

1.6.2 Гранулирование в аппарате с кипящим слоем 42

1.7 Охлаждение гранулированной аммиачной селитры 47

1.8 Обработка гранул опудривающими и поверхностно-активными веществами 54

1.9 Очистка газовых выбросов 59

1.10 Патентные исследования 67

ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОЙ ЧАСТИ 75

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 76

2.1 Определение дисперсности гранулированной аммиачной селитры 76

2.2 Методика проведения исследований и описание экспериментальной установки 82

2.3 Механический расчет 90

ВЫВОДЫ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ 96

3 МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 97

3.1 Цель и задачи работы 97

3.2 Спецификация приборов и средств автоматизации 97

3.3 Функциональная схема автоматизации 97

3.4 Обработка результатов прямых измерений 101

3.5 Порядок ввода в ЭВМ исходных данных и проведения расчетов 105

3.6 Акт метрологической проработки 107

4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ 109

4.1 Характеристика объекта 109

4.1.1 Физико-химические свойства используемых веществ 109

4.1.2 Категорирование помещения по взрывопожароопасности 111

4.1.3 Перечень опасных и вредных факторов, присущих объекту 112

4.2 Производственная санитария 112

4.2.1 Освещение 112

4.2.1.1 Естественное освещение 113

4.2.1.2 Искусственное освещение 114

4.2.3 Метеоусловия 116

4.2.3 Вентиляция 116

4.2.4 Отопление 118

4.2.5 Шум и вибрация 119

4.2.6 Индивидуальные средства защиты 120

4.3 Электробезопасность 120

4.4 Молниезащита 123

4.5 Пожарная безопасность 124

4.6 Защита окружающей среды 125

5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 126

5.1 Затраты на основные и вспомогательные материалы 126

5.2 Энергетические затраты 127

5.3 Амортизационные отчисления 128

5.4 Фонд заработной платы 129

5.5 Смета затрат на проведение исследований 130

5.6 Определение затрат на проведение эксперимента 131

5.7 Составление сетевого графика 133

5.8 Выводы 133

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 134

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 135

ПРИЛОЖЕНИЯ 138

Введение

Азотно-кислый аммоний (NH4NO3) является основой сложных азотных удобрений и служит также для приготовления некоторых взрывчатых смесей.

Самые распространенные аммиачно-селитренные ВВ представляют собой порошкообразные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже гексогеном, динитрофталином) и невзрывчатыми горючими компонентами.

Доступность исходного сырья, а также простота и безопасность технологии получения и переработки аммиачной селитры при производстве ВВ обусловили ее массовое применение. Сырьевая база для получения аммиачной селитры практически не ограничена, она синтезируется из воздуха и воды.

Аммиачная селитра – технический нитрат аммония, содержит не менее 34,2% азота. Твердый нитрат аммония в интервале температур от – 17 до 169,6˚С имеет пять кристаллических модификаций, термодинамически устойчивых при атмосферном давлении. Каждая модификация существует лишь в определенной области температур, и переход из одной модификации в другую (полиморфный переход) сопровождается изменениями кристаллической структуры и объема кристаллической решетки.

В производстве аммиачной селитры используются аммиак или газы, содержащие аммиак (продувочные и танковые газы, газы дистилляции производства карбамида), и азотная кислота концентрацией до 60 %.

В ряде случаев применяются также водные растворы, содержащие нитрат аммония и являющиеся побочным продуктом других производств – например, получаемые после конверсии тетрагидрата нитрата кальция в производстве нитроаммофоски методом азотнокислотного разложения апатита.

Технология производства аммиачной селитры включает в себя нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием теплоты реакции (145 кДж/моль) для упаривания раствора селитры. После образования раствора, обычно с концентрацией 83%, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95-99,5% в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нем получить практически невозможно.

На современных заводах, производящих аммиачную селитру, содержание NH4NO3 в воздухе, сбрасываемом установками с типовой грануляционной башней диаметром 16 м, состоит в среднем 0,3 г/м3.

В нашей стране производятся миллионы тонн аммиачной селитры в год. Следовательно, ежегодно выбрасывается в атмосферу тысячи тонн этого продукта.

Таким образом, проблема очистки газовых выбросов от пыли аммиачной селитры является актуальной.

Целью данной работы является исследование закономерности процесса очистки газовых выбросов от аммиачной селитры.

Заключение

1. Произведен анализ базового производства аммиачной селитры. Определен гранулометрический состав NH4NO3.

2. Исследовано влияние расхода жидкости на эффективность вихревого аппарата.

3. Приведен расчет основных параметров вихревого аппарата на ветровую нагрузку. Аппарат является устойчивым.

4. Разработанный принцип проектирования не имеет ограничений по производительности и допускает возможность создания высокопроизводительных установок для производства аммиачной селитры.

5. Разработаны мероприятия по охране труда, технике безопасности, приведена схема автоматизации.

Список литературы

1 Технология аммиачной селитры / под ред. В.М. Олевского. – М.: Химия, 1978. – 312 с.: ил.

2 Производство аммиачной селитры в агрегатах большой единичной мощности / М. Е. Иванов [и др]. – М.: Химия, 1990. – 288 с.: ил.

3 Справочник по минеральным удобрениям / отв. ред. М. В. Каталымов. – М.: 1960.

4 Поникаров И. И. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки (примеры и задачи): учебное пособие / И. И. Поникаров, С. И. Поникаров, С. В. Рачковский. – М.: Альфа-М, 2008. – 720 с.: ил.

5 Производство аммиачной селитры: инженерно-экологический справочник: в 3 т. Т. 2. / А. С. Тимонин. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2003.

6 Кочетков В. Н. Гранулирование минеральных удобрений / В. Н. Кочетков. – М.: 1975. – 224 с.

7 Общая химическая технология / А. М. Кутепов [и др]. – М.: Высшая школа, 1990 – 520с.

8 Вредные вещества в промышленности: справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. В трех томах. Том III. Неорганические и элементоорганические соединения / Под ред. Н.В. Лазарева, И.В. Гадаскиной. - Л.: Химия, 1977. - 608с.

9 Ганз С. Н. Очистка промышленных газов / С. Н. Ганз, И. Е. Кузнецов. – Киев: 1967.

10 Очистка отходящих газов в производстве аммиачной селитры: инженерно-экологический справочник: в 3 т. Т. 1. / А. С. Тимонин. – Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2003.

11 Справочник по пыле- и золоулавливанию / под общ. ред. А. А. Русанова. – М.: Энергия, 1975. – 296 с.: ил.

12 Кувшинников И. М. Минеральные удобрения и соли: Свойства и способы их улучшения / И. М. Кувшинников. – М.: Химия, 1987. – 256 с.

13 Светлов Б. Я. Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ / Б. Я. Светлов, Н. Е. Яременко. – М.: Недра, 1973. – 208 с.

14 Лазарев А. А. Вредные вещества в промышленности: в 3 т. Т. 3 / А. А. Лазарев. – М.: Химия, 1977. – 608 с.

15 Очистка газовых выбросов от аммиачной селитры [Электронный ресурс]. – Режим доступа: h**t://w*w.fips.r*/htm, свободный.

16 Долин П. А. Справочник по технологической безопасности / П. А. Долин – М.: Энергоиздат, 1982. – 800 с.

17 НПБ 105-03. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. – Введ. 2003-08-01. – М.: Деан, 2005. – 48 с.

18 Боратов А. Н. Пожаро- и взрывоопасность веществ и материалов и средств их тушения / А. Н. Боратов, А. Я. Коральченко. – М.: Химия, 1990. – 496 с.

19 Кнорринг Г. М. Справочник для проектирования электроосвещения / Г. М. Кнорринг – Л.: Энергия, 1968. – 392 с.

20 СН и П 23.05-95. Естественное и искусственное освещение. – Введ. 1996.-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 34 с.

21 Павлова Л. А. Расчет вентиляции при дипломном проектировании / Л. А. Павлова. – Казань: КХТИ, 1998.

22 СН и П 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – Взамен СН и П 2.04.05-86; введ. 1992.-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 40 с.

23 Макаров С. А. Охрана труда в химической промышленности / С. А. Макаров. – М.: Химия, 1977. – 568 с.

24 РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. – Введ. 1987.-10-12. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 14 с.

25 Экономическое обоснование научно-исследовательских дипломных работ: метод. указания для технико-экономических расчетов / сост. Г. Р. Стрекалова [и др.]; Казан. гос. технол. ун-т. – Казань: 2004. – 36 с.

26 Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий: методические указания / сост. В.И. Петров. Казан, гос. технолог, ун-т. - Казань, 2005. - 19 с.