Рассчитать и спроектировать реактор каталитического вос-становления оксидов азота производительностью 10000 м3/ч.

Цена диплома 5000р

Цель работы: рассчитать и спроектировать реактор каталитического вос-становления оксидов азота производительностью 10000 м3/ч.
В процессе проектирования проанализирована современная литература, произведено сравнение существующих систем газоочистки, выявлены их недос-татки и достоинства. В пояснительной записке разработан аппарат для улова оксидов азота, технологическая схема газоочистки, произведены расчеты матери-ального баланса и определены расходные коэффициенты по сырью и вспомога-тельным материалам.
Выполнены тепловые и механические расчеты для реактора и топки.
Разработаны меры по охране труда, технике безопасности.
Выполнено технико-экономическое обоснование проекта.
Изменена конструкция реактора и топки по сравнению с действующей конструкцией, чем достигается большая экономическая эффективность.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 6
1 Аналитическая часть
1.1 Состояние проблемы и разработка нового направления для комплексного решения проблемы охраны окружающей среды завода
по сокращению кислотных газовых выбросов. 10
1.2 Очистка отходящих газов от оксидов азота
1.2.1 Кинетика процесса восстановления оксидов азота на
катализаторе 42
1.2.2 Анализ результатов решения экономических проблем при
внедрении в производство наиболее собременного способа каталитической очистки газовых выбросов от оксидов азота, оксида
углерода и углеводородов 45
1.2.3 Основные параметры каталитизатора из стружки Ст.3 49
1.2.4 Теоретические основы минимизации затрат на каталитическую очистку отходящих газов 52
2 Расчетно-техническая часть
2.1 Описание технологического процесса 56
2.2 Механический расчет реактора 57
3 Автоматизация процесса 64
4 Требования безопасности производства
4.1 Основные факторы опасности, причины возникновения опасных ситуаций 65
4.2 Меры безопасности при эксплуатации производства
4.2.1 Основные правила плановой остановки производства 66
4.2.2 Основные правила пуска оборудования в эксплуатацию после его остановок на ремонт 67
5 Технико-экономическое обоснование проекта 69
Заключение 71
Список использованных источников 72

ВВЕДЕНИЕ

Проблема очистки кислотных газовых выбросов производства нит­ратов целлюлозы и других нитросоединений остро коснулась многих заводов. Экология вокруг предприятий отрасли была доведена до такого состояния, что трудящиеся многих городов выходили с демон­страциями протеста.
Для ускорения решения проблемы очистки кислотных газовых выбросов заводов отрасли по совместному приказу министра машино­строения СССР и министра высшего и среднего специального обра­зования РСФСР в 1981г в Казанском химико-технологическом инс­титуте им. С.М.Кирова на кафедре «Оборудование химических заводов» была открыта отраслевая научно-исследовательская лабо­ратория «Регенерация отработанных кислот и комплексная очистка газовых выбросов». Исследования лаборатории выполнялись на осно­ве целевой комплексной научно-технической программы «Разработка и внедрение в производство новой технологии непрерывного произ­водства нитратов целлюлозы с комплексным решением проблемы ох­раны окружающей среды завода». Работа по созданию принципиаль­но новых процессов и аппаратов, согласно целевой программе, прово­дилась одновременно на 11 заводах отрасли, охватывая практически все стадии производства нитратов целлюлозы: этерификацию целлю­лозы РБ азотной кислотой без серной кислоты в вихревых аппаратах; вытеснение отработанных кислот из продукта после этерификации внутри вихревых абсорберов без применения круговых аппаратов и центрифуг; интенсификацию процесса стабилизации нитратов целлю­лозы, включая быструю стабилизацию пироксилина №1, полученного после этерификации целлюлозы РБ концентрированной азотной кис­лотой без серной кислоты; измельчение нитратов целлюлозы в лабиринтно – конической мельнице; отжим нитратов целлюлозы от кислоты и воды в шнек - отжимных аппаратах; денитрацию отработанных кис­лот в вихревой колонне без ферросилидовых конденсаторов; абсорб­цию оксидов азота в вихревом абсорбере без насосов для циркуляции кислоты; концентрирование отработанной серной кислоты в вихревой ферросилидовой колонне без применения электрофильтров для улова тумана серной кислоты и без скрубберов для улова диоксида серы; абсорбцию паров азотной кислоты и улов тумана азотной кислоты после этерификации целлюлозы в вихревых компактных аппаратах с волокнистыми фильтрующими элементами без применения насосов для циркуляции кислоты; каталитическую очистку выбросов от окси­дов азота на ванадиевых и железооксидных катализаторах, получен­ных из отходов производств; полную утилизацию тепла после катали­тической очистки газов в процессе концентрирования серной кислоты. 

Кроме того, одновременно проводилась разработка высокоэффек­тивных сотовых катализаторов для окислительных и восстанови­тельных реакций. Работа «Комплексное решение проблемы очистки кислотных газовых выбросов», представленная ФГУП «Авангард» Стерлитамака и Казанским
межвузовским инженерным центром «Но­вые технологии», отмечена Государственной премией СССР 1991 года в области науки и техники. Это была последняя Государственная пре­мия СССР в области науки и техники. В выполненной работе основ­ное внимание уделено комплексному подходу для сокращения газо­вых выбросов (азотной кислоты, оксидов азота, тумана серной кисло­ты и диоксида серы), образующихся в процессах этерификации цел­люлозы, денитрации и концентрирования отработанных кислот.
В настоящей работе сделана попытка обобщения научных основ по созданию технологии комплексной очистки газовых выбросов от сме­си паров, тумана азотной кислоты и оксидов азота в процессе этери­фикации целлюлозы. В книге подробно рассмотрены закономерности кинетики и механизма абсорбционных и каталитических про­цессов газоочистки, гидродинамика и массопередача в новых аппа­ратах, оптимизация высокоэффективных аппаратов и катализаторов, обобщены результаты внедрения в производство высокоэффективных вихревых абсорберов и реакторов каталитической очистки газов, которые созданы на всех заводах отрасли.
За активную помощь при внедрении в производство высокоэффек­тивных аппаратов и новых технологий выражается глубокая благодарность: научному руководителю целевой комплексной науч­но-технической программы Л.В.Забелину, генеральному директору ФГУП «Авангард» Стерлитамака Г.А.Иванову и особую признатель­ность бывшему генеральному директору Федерального научно-про­изводственного центра «ГК НПП им. В.И. Ленина», ныне покойному, Сергею Георгиевичу Богатыреву.
Особый вклад при внедрении аппаратов на заводах отрасли внесли: зам. главного инженера ФНПЦ «ГК НПП им. В.И. Ленина» А.Д.Са-пожников; начальник цеха №3 этого же завода Н.В.Лебедев; технолог этого же цеха В.Н.Мурысин; начальник отдела охраны окружающей среды ФГУП «Соликамский завод «Урал» Я.Б.Гиссер; начальник цеха №3 ФГУП «Пермский завод им. СМ. Кирова» М.З.Гареев; начальник цеха ФГУП «Котовский завод «Пластмассы» А.И.Чиркунова; началь­ник бюро охраны
окружающей среды ФГУП «Шосткинский завод «Звезда» В.П.Резниченко; главный инженер института «Союзхим-промпроект» Н.И.Сущиков; директор этого же института, кандидат технических наук, лауреат Государственной премии СССР Ш.Г.Ильясов, генераль­ный директор ФГУП «Авангард» Стерлитамака, лауреат Государс­твенной премии СССР Г.А. Иванов, главный инженер ФГУП «Аван­гард» Б.И.Едиханов, заместитель генерального директора этого же предприятия, лауреат Государственной премии СССР Ф.М.Газизов.
Отработка нескольких вариантов промышленного исполнения эффективных аппаратов велась одновременно на заводах 3-го, 4-го и 5-го Главных управлений Министерства машиностроения СССР. Большую творческую поддержку оказывали начальники этих управле­ний: СВ. Ламзин, Б.П. Боканов, Н.Г. Пузырев и главный инженер 3-го ГУ A.M. Игошин.
За активную творческую помощь в слиянии научной и учебной работы со студентами на основе создания первой базовой кафедры «Оборудование перспективных технологических процессов» благодарим доктора технических наук, декана механического факультета КХТИ Г.Х.Мухамедзянова. Первая базовая кафедра была открыта на Казан­ском химическом заводе им. В.И. Ленина (ныне ФНПЦ «ГК НПП им. В.И. Ленина) при активном участии генерального директора завода С.Г.Богатырева. Студенты и сотрудники базовой кафедры за разра­ботку и внедрение в производство эффективных аппаратов очистки кислотных газовых выбросов отмечены 15-ю золотыми, серебряными и бронзовыми медалями международных выставок.
В настоящее время первый этап работы закончен тем, что на всех заводах отрасли завершено внедрение в производство разработанных высокоэффективных вихревых аппаратов для абсорбции паров азот­ной кислоты и эффективных установок каталитической очистки газов от оксидов азота на железохромоксидных катализаторах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте изложены теоретические основы решения сложной научно-технической проблемы очистки кислотных газовых выбросов производства нитратов целлюлозы от смеси паров азотной кислоты и оксидов азота. Основным результатом работы является внедрение в производство принципиально новых высокоэффективных железооксидных катализаторов для очистки газов от оксидов азота аммиаком на новых ка­тализаторах. При этом на заводах обеспечен улов азотной кислоты из газовых выбросов в количестве до 215 кг на одну тонну продукцион­ной нитроцеллюлозы; достигнуты современные санитарные нормы очистки газов от оксидов азота; обеспечено сокращение мате­риалоемкости аппаратов газоочистки в десятки раз; повышена надеж­ность газоочистки и улучшена культура производства.
На основе созданных высокоэффективных железооксидных катализаторов открылась возможность решения не только ряда экологических проблем, но и интенсификации многих физико-химических процессов.
Разработанная технология газоочистки производства нитратов цел­люлозы и новые высокоэффективные аппараты демонстрировались на международных выставках в России, Германии, Австрии, Италии, Финляндии, отмечены золотыми медалями и Государственной преми­ей СССР в области науки и техники. Эффективное научное направле­ние по оборудованию и промышленной экологии стало неотъемлемой частью учебного процесса в инженерном химико-технологическом институте и на кафедре «Оборудование химических заводов» Казан­ского государственного технологического университета.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Махоткин, А.Ф. Теоретические основы очистки газовых выбросов производства нитратов целлюлозы/ А.Ф.Махоткин. – К.: КХТИ, 2003.-268с.
2. Забелин, Л.В. Защита окружающей среды в производстве порохов и твердых ракетных топлив/ Л.В. Забелин, Г.Э. Кузьмицкий.- М.: Недра, 2002.-176с.
3. Махоткин, А.Ф. Новые технические решения по совершенствованию изготовления и регенерации кислот. Перспективы применения/ А.Ф.Махоткин, Р.А.Халитов.- Днепродзержинск, 1977.
4. Шарипов, М.П. Охрана окружающей среды/ М.П.Шарипов. – Л.: Судостроение, 1978.
5. Степанов, В.А. Противоточная барбатажная колонна с колпачковыми тарелками/ В.А.Степанов.- БИ.-1960.-№6.
6. Поляков, М.Л. Применение трубы Вентури для концентрирования жидкостей/ М.Л.Поляков. – БИ. – 1985.- №8.
7. Манелис, Г.Б. Изучение механизма нитрования спиртов и целлюлозы/ Г.Б.Манелис, Ю.И.Рубцов.- ДАН СССР, 1984.
8. Батунер, Л.М. Процессы и аппараты органического синтеза и биохимической технологии/ Л.М Батунер. – М.: Химия, 1966.- 520с.
9. Еременко, Л.Т. Нитроцеллюлоза и ее использование в технике/ Л.Т.Еременко, А.М.Королев.- Аннот. Библиография за 1958-1978 гг.- Черноголовка, 1981.- 272с
10. Закощиков, А.П. Нитроцеллюлоза/ А.П.Закощиков.-М.: Химия, 1950.- 371с.

11. Атрощенко, В.И. Технология азотной кислоты/ В.И.Атрощенко, С.И.Каргин.- М.: Химия, 1970.- 496с.
12. Махоткин, А.Ф. Исследование кинетики регенерации некоторых экстрагентов азотистой кислоты в процессах абсорбции окислов азота/ А.Ф.Махоткин.- К.: КХТИ, 1971.
13. Патент США 1239948, 1958.
14. Атрощенко, В.И. Изучение ряда окислов металлов в качестве катализаторов для восстановления окиси азота аммиаком/ В.И.Атрощенко, А.П.Цейтлин.-М.: Химия, 1975.- 60с.
15. Жаворонкова, Н.М. Справочник азотчика/ Н.М.Жаворонкова.- М.: Химия, 1987.- 462с.
16. Лащинский, А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры/ А.А.Лащинский.- Л.: Машиностроение, 1970.