В данном дипломном проекте был спроектирован использователь теплоты нейтрализации азотной кислоты аммиаком, применяемый в производстве азотной аммиачной селитры.
В разделе, посвященном обзору и анализу состояния вопроса, выполнен краткий анализ существующих схем производства аммиачной селитры и приведены конструкции аппаратов ИТН, используемых на производстве. На основании анализа выбрана технологическая схема и аппарат, в котором выполняется реакция нейтрализации.
Технологический раздел посвящен детальному описанию выбранной схемы производства аммиачной селитры и конструкции проектируемого аппарата. Раздел содержит технологические расчеты по реактору и вспомогательному оборудованию. Определены геометрические размеры аппарата и его составных частей.
Расчетно-конструкторский раздел содержит описание конструкции аппарата ИТН и прочностной расчет его основных элементов: обечайки, фланцевого соединения, укрепления отверстий.
Специальный раздел описывает технологию изготовления выбранного эле-мента аппарата. Составлена технологическая, маршрутная и операционная карты.
Раздел, посвященный автоматизации оборудования, описывает используемые средства регулирования и контроля, применяемые в производстве для обеспечения эффективности процесса и его технологичности.
Безопасность и экологичность проекта подтверждается расчетами и указа-ниями соответствующего раздела. При соблюдении указанных требований гарантируется долговременная и безопасная работа колонны конденсации.
Организациооно-экономический раздел содержит расчет величин, показы-вающих экономическую эффективность проекта.
Спроектированный аппарат ИТН удовлетворяет техническому заданию и может быть использован в производстве аммиачной селитры.
| Введение | 4 |
| 1 Обзор состояния вопроса | 5 |
| 1.1 Сырье для получения аммиачной селитры | 5 |
| 1.2 Нейтрализация азотной кислоты аммиаком | 5 |
| 1.3 Схема нейтрализации азотной кислоты под атмосферным давлением | 8 |
| 1.4 Схема нейтрализации с использованием вакуум-испарителя | 10 |
| 1.5 Схема нейтрализации азотной кислоты под повышенным давлением | 13 |
| 1.6 Обзор конструкций аппаратов ИТН | 15 |
| 2 Технологический раздел | 18 |
| 2.1 Описание технологической схемы и проектируемого оборудования | 18 |
| 2.2 Технологический расчет | 21 |
| 3 Расчетно-конструкторский раздел | 35 |
| 3.1 Конструирование аппарата | 35 |
| 3.2 Выбор материала | 36 |
| 3.3 Расчет реакционной части | 36 |
| 3.4 Расчет сепарационной части | 41 |
| 3.5 Расчет укрепления отверстия | 42 |
| 4 Специальный раздел | 46 |
| 4.1 Расчет приспособления для разъема фланцевых соединений | 46 |
| 4.2 Технические условия на эксплуатацию и ремонт аппарата | 49 |
| 5 Автоматизация оборудования | 57 |
| 5.1 Выбор и обоснование параметров контроля и управления | 57 |
| 5.2 Выбор и обоснование технических средств и систем автоматизации | 59 |
| 6 Безопасность и экологичность проекта | 65 |
| 6.1 Анализ опасных и вредных факторов | 66 |
| 6.2 Мероприятия по предотвращению воздействия опасных и вредных факторов | 67 |
| 6.3 Защита персонала и территории в чрезвычайных ситуациях | 70 |
| 7 Организационно-экономический раздел | 72 |
| 7.1 Технико-экономическая характеристика | 72 |
| 7.2 Себестоимость продукции | 72 |
| 7.3 Обоснование производственной мощности | 73 |
| 7.4 Организация труда и расчет заработной платы. | 74 |
| 7.5 Прибыль | 76 |
| 7.6 Расчет эффективности использования основных средств | 76 |
| 7.7 Сводные показатели эффективности проектного решения | 77 |
| 7.8 Построение графика | 78 |
| 7.9 Заключение об экономической эффективности | 79 |
| Заключение | 80 |
| Список использованных источников | 81 |
Минеральные удобрения являются одним из важнейших для народного хозяйства видов продукции химической промышленности. Рост численности населения выдвигает перед всеми странами мира одну и ту же проблему – умелое управление способностью природы воспроизводить жизненные ре-сурсы и прежде всего продовольственные. Задача расширенного воспроизводства продуктов питания уже давно решается путем применения в сельском хозяйстве минеральных удобрений. Научными прогнозами и перспективными планами предусматривается дальнейшее увеличение мирового выпуска минеральных и органоминеральных удобрений, удобрений с регулируемым сроком действия и других видов вносимых в почву добавок.
Важнейшим видом минеральных удобрений являются азотные: аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, водные растворы аммиака и др. Азоту принадлежит исключительно важная роль в жизнедеятельности растений; он входит в состав хлорофилла, являющегося акцептором солнечной энергии, и белка, необходимого для построения живой клетки. Растения могут потреблять только связанный азот – в форме нитратов, солей аммония или амидов.
Современное интенсивное земледелие не может существовать без дополни-тельного внесения в почву азотных удобрений, полученных в результате про-мышленного связывания атмосферного азота.
Азотные удобрения отличаются друг от друга по содержанию в них азота, по форме соединений азота (нитратные, аммонийные, амидные), фазовому состоянию (твердые и жидкие), различают также физиологически кислые и физиологически щелочные удобрения.
Аммиачная селитра, или нитрат аммония, NH4NО3 — кристаллическое вещество белого цвета, содержащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах, обе формы азота легко усваиваются растениями. Гранулированную аммиачную селитру применяют в больших масштабах перед посевом и для всех видов подкормок.
В России были разработаны и освоены агрегаты производства аммиачной селитры мощностью 450 тыс. т/год, яв¬ляющиеся одними из наиболее крупных и совершенных в мире. В отличие от зарубежных установок в этих агрегатах, благодаря применению более совершенной системы грануляции, отсутствуют стадии классификации и дробления селитры [1].
Наряду с освоением новых агрегатов большой мощности в широком мас-штабе проводятся работы по модернизации введенных ранее цехов в направле-нии повышения качества продукции и эффективности производства. При соз-дании новых, модернизации и эксплуатации существующих производств амми-ачной селитры при¬нимаются активные меры для защиты окружающей среды от загрязнений.
Аммиачная селитра образуется при нейтрализации азотной кислоты аммиаком. При этом происходит выделение большого количества теплоты. Одним из вариантов является проведение реакции в специальном аппарате – использователе теплоты нейтрализации (ИТН).
Проектирование аппарата ИТН, работающего в составе установки производства аммиачной селитры, является целью данного дипломного проекта.