Производство азотной кислоты - Курсовая работа

Это приводит к увеличению объемов производства данного продукта, что связано с увеличением выбросов в окружающую среду. Все это приводит к необходимости усовершенствования процесса производства азотной кислоты. Для реализации данной задачи инженер должен решить две основные задачи: проектирование и создание новых высокоэффективных технологических процессов либо эксплуатация уже существующих производств, их интенсификация и повышение эффективности их функционирования. Для того чтобы представить общий объем работы, отдельные этапы ее выполнения, связь между этими этапами и последовательность их выполнения, удобно задачу создания и эксплуатации ХТС рассматривать как многоуровневую с различными по сложности уровнями. Прежде всего, в математической модели отражается сущность химико-технологических процессов, протекающих в элементах системы, а также технологические связи между элементами, динамика взаимодействия элементов и подсистем сложной ХТС.Поток воздуха после турбины Т и аммиак подаются в смеситель С, откуда, образовавшаяся аммиачно-воздушная смесь с содержанием аммиака 9,5 - 11,0 %об. поступает с температурой 140 - 160 °С в контактный аппарат КА. “Хвостовые” газы после абсорбционной колонны АК с температурой не более 35°С подогреваются нитрозными газами в подогревателях “хвостовых” газов ПХГ-1 и ПХГ-2 до температуры 220 - 260°С. Далее “хвостовые” газы поступают в реактор селективной каталитической очистки РСО, где на алюмованадиевом катализаторе АВК - 10М [3] и температуре 220 - 260°С происходит восстановление оксидов азота аммиаком. Так как турбина работает на высокопотенциальной энергии, “хвостовые ”газы сперва нагреваются в камере сгорания турбины до температуры 900°С за счет подаваемого метана и воздуха. После турбины при температуре 320-400°С “хвостовые” газы охлаждаются в котле утилизаторе “хвостовых” газов до температуры не более 200°С и выбрасываются в атмосферу.Операторная схема ХТС - это такой чертеж, на котором каждый элемент изображают в виде совокупности нескольких типовых технологических операторов, а взаимосвязь между типовыми технологическими операторами и технологические соединения между элементами изображают направленными линиями [4]. Технологический оператор ХТС - это элемент ХТС, в котором происходит качественное или количественное преобразование физических параметров входных материальных и энергетических технологических потоков, которые являются результатом протекающих в нем химических или физических процессов. Операторная схема дает наглядное представление о физико-химической сущности технологических процессов системы. Вспомогательные технологические операторы-нагрева или охлаждения, сжатия или расширения или изменения агрегатного состояния (конденсации, испарения, растворения и др.) оказывают влияние только на энергетические и фазовые состояния системы. В приложении 1 представлена операторная схема узла абсорбции оксидов азота. где М1 - аммиак; М2 - воздух; М3 - аммиачно-воздушная смесь; М4 - нитрозные газы; М5 - вода; М6 - пар; М7 - конденсат; М8 - нитрозные газы с воздухом; М9 - азотная кислота; М10 - хвостовые газы; М11 - аммиак и хвостовые газы; М12 - очищенные газы; М13 - метан; М14 - метан и воздух; М15 - оксиды углерода и водорода; М16 - очищенный газ и оксиды; М17 - оборотная вода.Количество оксидов азота на 1000 кг моногидрата HNO3 где М - масса моногидрата, кг; Состав нитрозного газа на 1000 кг моногидрата HNO3 где Xi - объемная доля компонента в газе, % Исходному газу соответствуют следующие давления газов и Теоретически возможная степень переработки оксидов азота в HNO3 Остается NO в газе Газ содержит NO2Суть интегральных методов расчета ХТС заключается в объединении систем уравнений, описывающих работу отдельных аппаратов, в одну большую систему уравнений решений этой системы. Однако суммарная размерность единой системы уравнений получается настолько большой, получившуюся систему не всегда удается решить на современных ЭВМ. Второй недостаток - неповторяемость систем уравнений - вызывает необходимо при решении задачи на ЭВМ или составлять каждый раз заново программу вычислена или проводить вручную большую подготовительную работу. Суть декомпозиционных методов расчета заключается в том, что каждый аппарат или группу аппаратов рассчитывают отдельно, а расчет всей ХТС состоит из последовательности расчетов отдельных аппаратов. При этом размерность каждой отдельной системы уравнений небольшая, так как рассчитывается каждый раз только один аппарат.В данной курсовой работе был рассмотрен процесс производства неконцентрированной азотной кислоты, в частности узел абсорбции оксидов азота водой. Разработано математическое описание узла абсорбции, которое включает: матрицы для каждого оператора, содержащие все входящие и выходящие параметры.

Содержание

Введение

1. Описание технологической схемы установки производства неконцентрированной азотной кислоты

2. Операторная схема и ее описание

3. Математическое описание химико-технологической системы

4. Обобщенное математическое описание элементов ХТС

5. Блок-схема подробного алгоритма расчета

Заключение

Список использованных источников