Бизнес – план проекта

Для создания герметичности  системы установлены два гидрозатвора:

• гидрозатвор 6 с насосами 11 (А,В) к абсорберу 5;
• гидрозатвор 8 с насосами 12 (А,В) к поверхностному конденсатору 7к эжектору 9, конденсатору 10.

Во абсорбере 5 происходит отделение брызг аммиачной селитры из паровоздушной смеси путем орошения раствором аммиачной селитры 55¸60% исходной конденсации, принятой из резервуара и поданной насосом в гидрозатвор  6. Раствор аммиачной селитры циркулирует по контуру: гидрозатвор 6 – насосы 11 (А,В) – абсорбер 5 – гидрозатвор 6.

После отделения брызг  аммиачной селитры в абсорбере, парогазовая смесь поступает на конденсацию (выделение паров воды из нее) в конденсатор 7. Конденсация ведется охлажденной водой, предварительно используемой в теплообменниках с подпиткой “свежей” охлаждающей воды. Полученный конденсат стекает по барометрической трубе в гидрозатвор 8, а несконденсированная отсасывается пароэжекторным насосом 9 и подается вместе с (“рабочим” паром в конденсатор 10, из которого образовавшийся конденсат также поступает по барометрической трубе в гидрозатвор 8).

Конденсат, содержащий аммиак, неуловленный в абсорбере 5, из гидрозатвора 8 и из цикла выводится ;насосом 12(А,В) в колонну через подогреватель конденсата на отгонку аммиака. Газовая смесь также содержит аммиак, из струйного конденсата 10 и через воздушник гидрозатвора 8 отсасывается в скруббер-нейтрализатор.

Для промывки выпарного контура, к нему подведен паровой конденсат (технологическая вода).

            Выпарные аппараты 3( А,В) и кипятильники 2(А,В) в процессе работы покрываются осадком карбоната кальция и других солей, что снижает интенсивность процесса выпарки. Для удаления образовавшегося осадка 1 раз в месяц выполняют промывку аппаратуры подкисленным азотной кислотой конденсатом, для чего:

• останавливают установку, дренируют систему;
• снижают давление греющего пара до 0,1-0,2 МПа с помощью клапана;       
• заполняют систему паровым конденсатом;
• открывают подачу азотной кислоты и закисляют паровой конденсат до рН      0,5-1,0;
• подачу азотной кислоты повторяют до тех пор, пока не прекращается возрастание рН;
• после очистки выпарного аппарата, кислый конденсат циркуляционного контура нейтрализуют подачей газообразного аммиака.

В случае сильной забивки  кипятильника 2(А,В)производит его очистку с помощью насоса высокого давления. Вода после промывки выводится из контура в сборник. 

           Для промывки кипятильника выпарного  аппарата 2 от осадков, содержащих соли и окислы кремния, применяется раствор каустической соды (NaOH).

Раствор каустической воды с массовой долей сухого натра 8¸10% готовится в емкости для раствора каустической  соды.

В емкость засыпают 600 кг каустической соды и подают паровой конденсат в количестве 5700 кг. Включают насос 4А на циркуляцию. Циркуляцию раствора ведут в течение 1,5 часов. Отбирают анализ и при получении раствора каустической соды с массовой долей сухого натра 8-10% собирают схему: 4А(В) - 3А(В) – 2А(В).

Включают насос 4А на циркуляцию. Раствор каустической соды подогревается до температуры 80-100⁰С (TI-401-12, 13) подачей пара Р=0,8-1,0 МПа (8-10 кгс/см²).

Время промывки кипятильника 2А(В) – 8-10 часов.

Частота промывки – 1 раз  в месяц.

            Упаренный раствор аммиачной  селитры с массовой концентрацией  89-93% поступает из отделения упарки  в склад раствора аммиачной  селитры, состоящий из 2-х хранилищ емкостью 330 м³ каждое и обеспечивающий запас раствора примерно на сутки.

 

 

2.2 Описание конструкции разрабатываемого оборудования.

Выпарной аппарат изображенный на (чертеже 01.000.00) имеет цилиндрическую форму. Аппарат вертикального расположения. Он состоит из  цилиндрической части к которой приваривается элептическая крышка 3 и коническое днище 1.

На крышке выпарного аппарата (чертеж 01.030.00) находится штуцер 1 для выхода пара. Штуцер 2 для подачи технической воды, а 3контроль давления  в аппарате.

Ввод аммиачной селитры  осуществляется  через штуцер Б в цилиндрической части аппарата. Сам штуцер Б (чертеж 01.000.00)входит внутрь аппарата в виде цилиндра (чертеж 01.050.00), что является продолжением этого штуцера до противоположной стенки сепаратора. Крепление цилиндрического ввода на противоположной стенки осуществляется обжимным хомутом. В этой цилиндрическом штуцере, внутри аппарата, имеется вырез виде сегмента, что позволяет увеличить площадь рассеивания селитры. Угол выреза сегмента составляет 120˚, ширина 3 м. Крепление трубопровода к этому штуцеру осуществляется за счет приваренного фланца 2 (чертеж01.050.00) к цилиндрической части 1. Также в цилиндрической части сепаратора находится смотровой люк Ж.

Тепловой элемент (чертеж01.060.00) монтируется во внутрь аппарата в цилиндрической части. Он состоит из трех полых сегментов в виде угла 120⁰. Сегмент (чертеж01.060.00) сваривается из основной 2, торцевой 4пластины и пластины покрытия. Вся конструкция сваривается на крепежной пластине 1, сегменты фиксируются между собой перемычками7. Сам тепловой элемент находится под цилиндрическим вводом .

В коническом днище 1 расположен штуцер В для выхода жидкости и штуцер 20 для возврата.

Крепление сепаратора осуществляется за счет приваренной к конической части аппарата цилиндрической опоры 2 (чертеж 01.000.00). К железобетонному основанию выпарной аппарат крепится за счет анкерных болтов по всему кругу цилиндрической опоры.

Абсорбционный колонна (чертеж 02.0000.00) , содержит в своей конструкции корпус 2, эллиптическую крышку 3 и днище 1, цилиндрическую опору 4.

Корпус аппарата выполнен в виде цилиндрической обечайки 1диаметром  2600 мм и толщиной стенки 16мм. Корпус снабжен штуцерами расположенных на одной оси и с противоположной.

В корпусе цилиндрической обечайки 6 ( чертеж 02.020.00) расположены опорная решетка 14 и колпачковая тарелка 15 между которыми загружены кольца Паля 13 диаметром 80мм. При увеличении мощности в цилиндрической части аппарата устанавливаем ситчатую решетку 2. Выше колец расположен коллектор (чертеж 02.021.00) который распределяет аммиачную селитру. Штуцер Б распределителя выведен через цилиндрическую обечайку. Для удобства ремонта и обслуживание емкости на стенке цилиндрической части обечайки приварена лестница.

Крышка аппарата изображена на (чертеже 02.030.00). В своей конструкции он состоит из эллиптической крышки 3 изготовленного из листового металла 10мм с отбортовкой по краям. В верхней части аппарата вваривается штуцер 4 для вывода паровоздушной смеси. В нутрии крышки расположен проволочный каплеотбойник 6 в виде сетки.

Эллиптическое днище 1 (чертеж02.000.00) аппарата изготовлено из листового металла 10мм с отбортовкой по краю к которой приваривается цилиндрической обечайке. Нижней части днища вваривается штуцер Г для вывода аммиачной селитры.

К основанию эллиптического днища приваривается цилиндрическая опора 4 для крепления абсорбционного аппарата в вертикальном положении анкерными болтами у основания опоры.

 

 

2.3 Описание работы оборудования

Раствор аммиачной селитры  с температурой 90 – 100 С поступает в кипятильник. Там температура достигает 121 С. Подогрев аммиачной селитры осуществляется паром, под давлением 0,8 – 1,2 МПа и температурой 160 С. Закипая раствор подается через штуцер Б в выпарной аппарат. Там он за счет вырезанного сегмента рассеивается, на поверхность испарения. Самопроизвольный перетек возможен благодаря общему перепаду температур. В процессе работы осуществляется естественная циркуляция раствора по контуру: теплообменник – выпарной аппарат - теплообменник. Пары воды, содержащие аммиак и брызги аммиачной селитры, через штуцер А, отсасывается системой вакуума 300 – 500 мм. рт. ст., создаваемого паровым эжектором в абсорбционную колонну.

Технологическая вода вводится сверху через штуцер Г. В случае превышения температуры до опасного 150 С, она подается в сепаратор и охлаждает его.

Паровоздушная смесь поступает  в колонну сбоку через штуцер В и движется вверх противотоком по отношению  к аммиачной селитры. Которая подается через штуцер Б. Подаваемая аммиачная селитра равномерно распределяется через  коллектора. За счет распределения аммиачной селитры по насадке (площадь массообмена) происходит массообмен аммиачной селитры и паровоздушной смеси. Аммиачная селитры стекает с насадки и попадает сетчатую тарелку, где паровоздушная смесь проходит через отверстие и барботирует через слой жидкости на тарелке. Высота слоя аммиачной селитры определяется положением верхним концом переливной трубы.

В верхней части колонны  расположен каплеотбойник который  препятствует брызгоуносу с паровоздушной смесью. Прореагирующая паровоздушная смесь выводится из верхней части колонны А.

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ И ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ

 

  3.1 Выбор конструкционных материалов

Выбор материала для конструкции  является одной из основных задач, возникающих  в процессе конструктирования. При  выборе материала должны учитываться  его важнейшие свойства: прочность, химическая стойкость, технологические качества и структура, стоимость и возможность его получения.

Выбор материала начинается с уточнения рабочих условий: температуры, давления, концентрации обрабатываемых веществ и следовательно агрессивности среды.

При конструировании необходимо помнить, что каждый материал наряду с определенными положительными свойствами обладает и отрицательными. Конструкторы стараются обычно найти  и применить такой материал, который  бы отвечал назначению и условиям и условиям работы оборудования. К  числу основных требований, которые должны удовлетворять материалы, используемые в  химическом машиностроении относится коррозионная стойкость. Отечественная металлургия имеет обширный выбор материалов.

Сталь - основной конструктивный материал, содержащий углероды его  составляет до 1,5%. Химическое машиностроение широко используют сталь обыкновенного  качества (ГОСТ 380-94). Она используется для изготовления; фланцев, люков, пазов, опор, штуцеров и других деталей  машин и аппаратов.

Высоколегированные, коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные стали  и сплавы (ГОСТ 5632-80) содержат более 10% легирующих элементов. Сталь Х18Н10Т относится к этому классу, которая отличается своей стойкостью по отношению к агрессивным средам. Сталь хорошо деформируется в горячем и холодном состоянии, легко сваривается. Но хуже подвергается механической обработке.

Исходя из технологического задания, руководствуясь экономическими факторами и технической целесообразностью: выбираем материал для корпуса аппарата, колонны и ситчатой решетки Х18Н10Т ГОСТ 5632-80 с величиной допускаемого напряжения [σ] = 127,31 МПа при 121˚С. В качестве прокладок и уплотнителей будет использоваться паронит ПОН-1 (ГОСТ 481-80).

На подачу пара в тепловой элемент агрессивная среда не действует и нет воздействия  повышенных температур, поэтому для  трубопровода подачи и отвода пара выбираем сталь Ст 3 (ГОСТ 380-94).

Для окраски конструкций  из стали, подверженной коррозии используется грунт ФЛ-013 и эмаль ПФ-68.

 

3.2 Изготовление деталей

После выбора материала заготовки, удовлетворяющего всем условиям эксплуатации. осуществляется выбор способа изготовления деталей. приоритетным являются заготовки из стандартных полуфабрикатов, которые обрабатываются на специально подобранном или универсальном оборудовании. При этом подбирается инструмент. Приспособления, рассчитывается оптимальный режим обработки.

Детали тел вращения целесообразно  изготавливать на универсальных  вертикальных или горизонтальных (карусельных) токарно-винторезных станках. Станочным приспособлением для закрепления деталей являются патроны трех- или четырехкулачковые. На горизонтальном или вертикальном фрезерном станке производят точение пазов, обработку одной или нескольких плоскостей, конусных или сферических поверхностей.

В данном разделе приведём краткую последовательность изготовления и обработки деталей, представленных в графической части данного  дипломного проекта.

Пластина крепежная (ДП – 01.060.01)

Для изготовления крепежной  пластины используется Ст3 ГОСТ 14637-89, толщиной 20 мм. Размер заготовки соответствует габаритам будущей детали.

Заготовка вырезается из стали  на гильотинных ножницах, с учетом припуска на инструмент и обработку по сторонам 920x90 мм. После резки притупляют острые кромки. Затем проверяют размеры в соответствии с черчежем.

Для разметки заготовки под  пластину на листе, понадобится: металлическая  линейка, чертилка, циркуль, керн, молоток, а также специально подготовленный и вырезанный из более мягкого  материала шаблон . Вырезаем из заготовки  с помощью дисковых ножниц полуфабрикат под пластину с учётом припусков на дальнейшую обработку запасом 5 мм. Далее заготовку переносят на сверлильный станок на котором рассверливают пять отверстий диаметром 26 мм с шероховатостью инструмента – 20. затем острые кромки притупляют слесарным инструментом. На завершающей стадии деталь клеймят на внешней поверхности с использованием специального ударного штампа.

Фланец (ДП 01.050.00)

Деталь предназначена  для соединения водящего патрубка из теплообменника с помощью разъемного соединения, в данном случае болтов. Фланец имеет диаметр 875мм.

В качестве заготовки для  изготовления фланца выбираем специально приготовленную отливку, которая выполнена из стали 3 ГОСТ 14637-89. В качестве заготовки под фланец выбираем отливку с учетом экономии, при достаточной высокой цене используемой стали.