Расчет сепарационной части

1) Допустимая скорость для колпачковых тарелок:

, (4.5.4)

где d_к – диаметр колпачка, м; r_х, r_у – плотности жидкости и газа; h_к – высота между тарелками.

Выбираем колпачковые тарелки типа ТСК–Р: диаметр колпачка 150мм, высота между тарелками 600 мм, доля свободного сечения тарелки 0,132; периметр слива L_c = 2,88 м.

2) Диаметр сепарационной части находим из уравнения расхода:

м, (4.5.5)

где V_о = 17087 кг/ч – объем пара при нормальных условиях, м³/ч

t = 105 ºС – температура пара, ºС; P – давление в сепараторе, МПа;

Принимаем диаметр сепарационной части d_c = 6,0 м

Действительная рабочая скорость в сепараторе:

м/с (4.5.6)

3) Определение высоты сепарационной части

Плотность орошения:

м/с (4.5.7)

4) Высота газожидкостного слоя:

, (4.5.8)

где В = 8 – коэффициент; С – величина равная:

(4.5.9)

м

5) Площадь свободного сечения:

м² (4.5.10)

где f = 0,132 - доля свободного сечения тарелки

6) Газосодержание барботажного слоя:

м³/м³ (4.5.11)

7) Высота светлого слоя жидкости для колпачковых тарелок:

, (4.5.12)

где h_пер – высота переливной перегородки;

м³/м·с (4.5.13)

– линейная плотность орошения

м

8) Коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице рабочей поверхности тарелки для жидкой и газовой фаз, соответственно:

β_x = (4.5.14)

β_y = (4.5.15)

где D_x и D_y – коэффициенты молекулярной диффузии распределения компонентов в жидкости и газе; u – плотность орошения, м³/м³·с; e - свободный объем, м³/м³; h₀ – высота светлого слоя жидкости, м.

β_x = м/с

β_y = м/с

Выразим β_x, β_y в выбранной для расчета размерности:

β_x = 0,0008·1170 = 0,936 кг/(м²·с)

β_y = 5,21·0,607 = 3,16 кг/(м²·с)

9) Коэффициент массопередачи:

кг/(м²·с) (4.5.16)

где m – коэффициент распределения

10) Поверхность тарелок находится из уравнения массопередачи:

M = K_x × F× Dx_ср = K_y × F× Dy_ср (4.5.17)

где K_xf и K_yf - коэффициенты массопередачи для жидкой и газовой фаз; М – масса передаваемого вещества, кг/с; F = 17,8 м²

Рабочая поверхность тарелок с перетоками находится по уравнению:

f = j × 0,785 × d² = 0,9 × 0,785 × 6² = 4,2 м² (4.5.18)

где j - доля рабочей площади тарелки.

11) Требуемое число тарелок:

n = F / f = 17,8 / 4,2 = 4,23 (4.5.19)

Принимаем количество тарелок n = 4

Расстояние между тарелками h = 0,6 м

12) Высота сепарационной части аппарата:

Н = (n – 1)×h = (4 – 1)× 0,6 = 1,8 м (4.5.20)

4.6. Аналитический контроль [8]

Таблица 4.6.1

Объект анализа, место отбора проб	Контролируемый параметр	Частота и способ контроля	Нормы и технические показатели	Методы испытания	Требуемая точность измерения параметра	Кто контролирует
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.
Трубопровод плава амселитры после гидрозатвора	Массовая доля амселитры	1 раз в смену	не менее 99,7 %	По температуре кристаллизации.	d ± 0,5 %	лаборант ЦОТК аппаратчик
	Массовая доля масла	1 раз в сутки	не более 7 мг/кг плава	Спектрофотометриче­ский. Шифр С-С-10-97-А-11	d ± 8 %	лаборант ЦОТК
	Массовая доля хлоридов (в пересчете на Cl)	1 раз в дневную смену	не более 48 мг/кг плава	Титриметрический	d ± 12 %	лаборант ЦОТК
Трубопровод паровоздушной смеси на выходе из выпарного аппарата	Массовая концентрация: а) амселитры	По требованию	не более 8 г/м^3	Фотоколориметриче­ский.	d ± 15 %	лаборант ЦОТК
	б) аммиака	По требованию	не более 2,0 г/м^3	Титриметрический	d ± 15 %	лаборант ЦОТК
Трубопровод воздуха на входе в подогреватель	Влажность абсолютная	По требованию	фактическая	Измерение точки росы.	d ± 25 %	лаборант ЦОТК
Трубопровод воздуха после подогревателя	Влажность абсолютная	По требованию	фактическая	Измерение точки росы.	d ± 25 %	лаборант ЦОТК
Трубопровод паровоздушной смеси после промывателя	Массовая концентрация: а) амселитры	По требованию	не более 0,2 г/м^3	Фотоколориметриче­ский.	d ± 15 %	лаборант ЦОТК
	б) аммиака	По требованию	не более 0,3 г/м^3	Титриметрический	d ± 15 %	лаборант ЦОТК
Трубопровод раствора амселитры после промывателя	Массовая доля амселитры	По требованию	не более 35 %	Титриметрический Шифр 0-АС-06-96-А-12	d ± 6 %	лаборант ЦОТК
	Массовая концентрация азотной кислоты	По требованию	не более 20 г/дм^3	Титриметрический	d ± 1 %	лаборант ЦОТК

5. Автоматизация и АСУП [8]

На стадии нейтрализации и донейтрализации необходимо установить

контроль за следующими параметрами технологического режима: температура процесса, давление в аппарате ИТН, температура азотной кислоты после подогревателя, давление аммиака перед подогревателем, давление пара, подогреваемого в подогревателе, температура аммиака после подогревателя, давление аммиака перед аппаратом ИТН, концентрация HNO₃, температура сокового пара после ИТН.

Таблица 5.1

Номер пози-ции по схеме авто-мати-зации	Наименование и краткая характеристика прибора	Тип, марка прибора	Ко-ли-чество	Примечание
1, 3а, 6а, 9	Датчик температуры. Пределы измерений: - 50 ÷ 180°С. Измеряемая среда: газ, жидкость.	ТСМ Метран 204
	Датчик для измерения избыточного давления. Верхний предел измерений: 0,025 кПа ÷ 10 МПа. Измеряемая среда: жидкость, пар, газ.	Метран-150 CGR
4,5,7	Датчик давления предназначен для измерения давления жидкости, пара, газа. Верхний предел измерений: 3,2 кПа ÷ 25 МПа.	Метран - 150 ТА
	Анализатор жидкости кондуктометрический предназначен для измерения концентрации растворов кислот (H2SO4; HCl; HNO3), щелочей (NaOH, KOH) при температуре измеряемой среды до 95 °С. Выходной сигнал 4 ¸ 20 мА, либо дискретный.	АЖК-3101 К
3б, 6б	Клапан малогабаритный регулирующий	КМР 101нж 65 63 Р НЗ У

Таблица 5.2

Перечень контролируемых и регулируемых параметров

№

Наименование параметра

Заданное значение параметра

Отображение информации

Регу-лир.

Наиме-нова-ние регули-рующе-го воздей-ствия

Характеристика среды

пока-зание I

регист-рация R

сумм-миро-вание, Q

сигна-лиза-ция, A

Датчиков

Регулир. органов

агрессив-ная

пожа-ро- и взры-во-опас-ная

агрессив-ная

пожа-ро- и взры-во-опас-ная

Температура процесса

148-165 ^0С

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Избыточное давление в аппарате ИТН

менее 20 кПа

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Температура азотной кислоты после подогревателя

75-90 ^0С

+

-

-

-

+

Расход пара сокового

+

-

+

-

Давление аммиака перед подогревателем

0,25-0,45 МПа

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Давление пара, подаваемого в подогреватель

0,8 МПа

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Температура аммиака после подогревателя

120-180 ^0С

+

-

-

-

+

Расход пара

+

-

+

-

Давление аммиака перед аппаратом ИТН

0,18-0,22 МПа

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Концентрация HNO3

10-20 г/дм^3

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Температура сокового пара после аппарата ИТН

100-106 ^0С

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

Развернутая схема автоматизации представлена в приложении 5.1.

Дата добавления: 2015-06-28