Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

б) потребность в больших площадях при размещении агрегата.

2)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.

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.:

V_выбр=V_о- V_о΄,

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

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

Т.о., расчёт по (2) означает, что в атмосферу выбрасывается избыток НГ, создающий давление в системе сверхатмосферного. Выброс длится до тех пор, пока давление в системе не уравняется с атм. Объём оставшегося в аппаратах НГ= V_о΄. Для расчёта V_о используем Ур-е Клапейрона или объединённого газового закона:

,тогда

При аварийном выбросе р в системе падает до атм. Обычно разница м/д р_атм. и р_о невелика, т.е. р_атм.= р_о=0,1013 МПа= const, тогда для расчёта V_о можно воспользоваться з-ном Гей-Люссака:

: ;V_выбр.=1207,8-349,6=858,2 м²

4)Расчёт массы NО₂ выполняется по ф-ле: ,

где V_выбр –объём выбр. НГ,м³;С_NO2 – объёмная доля NO₂ в НГ, доли ед.;М _NO2 – масса 1 кмоля NO₂;22,4 - объём 1 кмоля NO₂, м³/кмоль.

II.1.V_k =373,0 м³;2.V=373+63+60=496 м³;

3. ;V_o´=432,6 м³;V_выбр=28989,4-432,6=2556,8 м³

4.

Расчёт выброса для агрегата типа 3.

1.V_k =723,5 м³;2.V=723,5+150=873,5 м³;3. ;V_o´=761,9 м³;V_выбр=6759,0 м³

4.

Выводы:

1.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.

2.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.

53. 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