Автоматизация отделения получения серной кислоты по методу мокрого катализа

Контур измерения рН охлажденной кислоты: Датчиком является Чувствительный элемент с проточным вспомогательным электродом ДМ-5М-4 (поз.50-1, 51-1). Для измерения величины рН

Автоматизация отделения получения серной кислоты по методу мокрого катализа

Курсовой проект

Химия

Другие курсовые по предмету

Химия

Сдать работу со 100% гаранией

СОДЕРЖАНИЕ

 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПО КОНТУРАМ

. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРОЦЕССА

. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

.1 Расчет автоматической системы регулирования

.2 Выбор закона регулирования и расчет оптимальных параметров настройки регулятора

.3 Расчет и построение переходного процесса

. ОХРАНА ТРУДА

.1 Общие вопросы охраны труда и окружающей среды

.2 Промышленная санитария

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

 

ПЛК - программируемый логический контроллер;

САПР - система автоматизированного проектирования;

СУ - система управления.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Коксохимическое производство - одна из смежных отраслей металлургической и химической промышленности. Путем коксования производят химическую переработку каменных углей, в результате которой наряду с коксом получают высококалорийный коксовый газ, содержащий разнообразные химические продукты, являющиеся основным сырьем для многих химических производств и особенно для продуктов органического синтеза.

В коксовом газе сера содержится в основном в виде сероводорода, на долю которого приходится 95 % всех содержащихся в газе сернистых соединений. Остальные 5% составляют органические соединения: сероуглерод (CS2), сороокись углерода (СОS), меркаптанты (RSH), тиофен и его гомологи и др.

Очистка коксового газа от сероводорода повышает качество газа, улучшает атмосферные условия промышленного района его использования и позволяет получить значительное количество товарной серы или серной кислоты.

В зависимости от агрегатного состояния применяемых поглотителей современные методы очистки горючих газов от сероводорода делят на сухие и мокрые. Сухая очистка коксового газа от сероводорода нашла весьма ограниченное применение из-за громоздкости и неэкономичности этого метода. Большая экономичность мокрых методов очистки газов от сероводорода обусловлена непрерывностью и автоматичностью этих процессов, компактностью установок, малым сопротивлением улавливающей аппаратуры проходу газа, легкостью утилизации регенерированной серы и одновременной очистки газа от циана.

Целью данного проекта является разработка системы автоматизации отделения получения серной кислоты по методу мокрого катализа.

1 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

 

Процесс получения серной кислоты из сероводорода коксового газа по методу мокрого катализа осуществлен в отечественной и зарубежной промышленности на ряде установок различной производительности - от одной до ста тонн моногидрата в сутки. Аппаратура этих установок различна, но в основе процесса лежит одна и та же принципиальная технологическая схема, общая для всех установок. Эта схема включает следующие основные операции:

а) сжигание сероводородного газа в сернистый газ;

б) охлаждение сернистого газа (обычно в котле-утилизаторе);

в) окисление сернистого газа в серный ангидрид в контактном аппарате;

г) конденсация серного ангидрида и паров воды с образованием серной кислоты;

д) охлаждение серной кислоты;

е) очистка хвостовых газов от сернокислотного тумана.

Производство кислоты методом мокрого катализа сводится к сжиганию сероводорода в сернистый ангидрид и последующему окислению его в серный в присутствии ванадиевого катализатора.

 

 

Затем смесь газообразного серного ангидрида и паров воды охлаждается и конденсируется в серную кислоту:

 

Концентрированный сероводородный газ нагнетается вакуум - насосом в котлы для сжигания сероводородного газа. Необходимый для сжигания сероводорода воздух подается в котлы вентилятором. Для предотвращения образования при этом окислов азота, процесс горения ведется с недостатком воздуха и в котлы подается 95% воздуха от необходимого по реакции. Цианистый водород, входящий в состав сероводородного газа, сгорает до элементарного азота .

Температура газовой смеси понижается экраном котла и оставшийся сероводород, при более низкой температуре, дожигается в камере дожига, куда подается необходимое количество воздуха.

Съем тепла от газовой смеси производится экраном котла с образованием пара, который используется для нужд завода.

Питание котлов осуществляется химочищенной деаэрированной водой из водоподготовки ТЭЦ.

Для предотвращения отложения солей жесткости в барабане и трубах котла - непрерывно и периодически продувают котел питательной водой, стекающей в продувочный бак, где она охлаждается технической водой и потом отводится в канализацию.

При сгорании оставшегося количества сероводорода температура газовой смеси после камеры дожига повышается.

Для понижения температуры газовой смеси до рабочей ее величины 440оС, производится вдувание холодного воздуха в камеры смешения.

Охлажденный до 440оС сернистый газ поступает в четырехслойные контактные аппараты, где происходит контактное окисление сернистого ангидрида в серный.

Окисление сернистого ангидрида сопровождается выделением значительного количества тепла и разогревом газа. При повышении температуры снижается равновесная степень окисления сернистого ангидрида.

Для ведения процесса в диапазоне оптимальных температур (440-450оС) газ, после первого, второго и третьего слоев контактной массы, охлаждается в трубчатых теплообменниках, встроенных в контактные аппараты, циркулирующим нагретым (до 230оС) воздухом, подаваемым в трубки теплообменников дымососами.

Серный газ с температурой 440-450оС поступает в скрубберы для улавливания серной кислоты. В скруббере газ охлаждается циркулирующей серной кислотой. При этом происходит охлаждение газов и образование серной кислоты в парообразном состоянии, за счет реакции соединения серного ангидрида с парами воды, а затем конденсация паров серной кислоты.

Сконденсировавшаяся кислота вместе с циркулирующей кислотой отводится в оросительные холодильники серной кислоты, где охлаждается технической водой, а затем стекает в циркуляционный сборник.

Избыток кислоты, образовавшейся в скрубберах за счет конденсации паров, постоянно отводится от линии подачи серной кислоты на орошение скрубберов в продукционный сборник, а из него насосами периодически откачивается в склады реактивов цехов улавливания батарей № 7-10 и № 1- 6

Хвостовые газы, выходящие из скрубберов, содержат большое количество брызг и тумана серной кислоты. Для их удаления хвостовые газы проходят электрофильтры, а затем отводятся в атмосферу. Уловленная в электрофильтрах кислота стекает в специальный сборник для кислоты.

Нагретая техническая вода, стекающая из оросительного холодильника, перетекает в резервуар нагретой технической воды, а из него насосами подается на градирню.

В случае течи серной кислоты в оросительных холодильниках предусмотрен автоматический сброс закисленной технической воды из соответствующей группы секций, в резервуар закисленной воды. В резервуаре закисленная вода нейтрализуется содовым раствором, а затем отводится в канализацию.

 

2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПО КОНТУРАМ

 

Для автоматизации применен микроконтроллер SIMATIC S7-400, позволяющий вести сбор информации от датчиков, обработку и вычисление полученных в соответствии с алгоритмами управления, а также выдача управляющих воздействий непосредственно на исполнительные механизмы и регулирующие органы. Функциональной схемой автоматизации приведенной на чертеже СУЗ41С.6.091401.06А1.1 предусматривается:

Контур регулирования расхода: Датчиками расхода является бескамерные диафрагмы ДБС 0,6-300 (поз.1.1, 5-1, 18-1, 23-1); диафрагмы камерные ДКС 0,6-100 (поз. 10-1). Сигнал с диафрагм в виде перепада давления подается на датчик разности давлений МЕТРАН 100 ДД (поз.1-2, 5-2, 18-2, 23-2, 10-2). Унифицированный сигнал с преобразователя подается на аналоговый вход блока контроллера SIMATIC S7-400, в котором измеренное значение параметра сравнивается с предельными значениями и при их несоответствии контроллер сигнализирует об этом. Через блок шлюза контроллера осуществляется связь с ЭВМ, на экране дисплея которой изображена мнемосхема объекта, где в точках установки датчика показаны измеренное и предельные значения параметра, сигнализация об отклонении, а также, ЭВМ записывает полученные данные в базу данных. Выход с контролера подается на электропневматический преобразователь (поз.1.3, 5-3, 18-3, 23-3, 10-3). Затем на регулирующий клапан с пневматическим мембранным приводом (поз.1.4, 5-4, 18-4, 23-4, 10-4).

Контур контроля расхода: Датчиками расхода является бескамерные диафрагмы ДБС 0,6-300 (поз.28-1); диафрагмы камерные ДКС 0,6-100 (поз. 16-1, 56-1). Сигнал с диафрагм в виде перепада давления подается на датчик разности давлений МЕТРАН 100 ДД (поз.16-2, 28-2, 56-2). Унифицированный сигнал с преобразователя подается на аналоговый вход блока контроллера SIMATIC S7-400, в котором измеренное значение параметра сравнивается с предельными значениями и при их несоответствии контроллер сигнализирует об этом. Через блок шлюза контроллера осуществляется связь с ЭВМ, на экране дисплея которой изображена мнемосхема объекта, где в точках установки датчика показаны измеренное и предельные значения параметра, сигнализация об отклонении, а также, ЭВМ записывает полученные данные в базу данных.

Контур контроля температуры: Датчиками температуры являются термопреобразователи сопротивления ТСМУ 205Ех с унифицированным выходным сигналом 4…20мА (поз.4-1, 15-1, 21-1, 39-1, 43-1,48-1, 52-1, 53

Похожие работы

1 2 3 4 5 > >>