Материальный баланс гранулятора барабанного типа

Приход

При нейтрализации (аммонизации) фосфорной кислоты жидким аммиаком образуется суспензия, состоящая в основном из фосфатов аммония (моноаммонийфосфата, диаммонийфосфата, сульфата аммония, фосфатов железа, алюминия, магния и др.) называемая пульпой, которая поступает на грануляцию из смесителя нейтрализатора. Согласно технологическому регламенту на грануляцию поступает 39941, 09 кг пульпы фосфатов аммония, в том числе 4, 36 % воды:

39941, 09х0, 0436=1742, 94кг

В 1000 кг продукта содержится 470кг N, 180 кг Р₂О₅, 15 кг Н₂О.

Находим количество аммиака подаваемого в гранулятор. При мольном соотношении NH₃/H₃PO₄ в продукте перед гранулированием 0, 7/1, после гранулирования, равном 1, 05, количество аммиака, реагирующего с фосфорной кислотой в грануляторе:

кг

На часовую производительность по готовому продукту расход аммиака составит:

9, 09х55=500 кг

Для стабилизации марки выпускаемых удобрений и с целью экономии фосфорной кислоты в процессе используется серная кислота с массовой долей моногидрата не менее 92, 5 % в количестве 3, 3 %от расхода пульпы, поступающей в гранулятор:

кг

В том числе воды 7, 5%:

1318, 32х0, 075=98, 87 кг.

Количество необходимого граншлака рассчитывается исходя из марки удобрения. При производстве диаммофоса граншлак берется в количестве 4, 2-4, 3% от количества пульпы, поступающей в гранулятор:

кг

Приход ретура:

кг/ч

Приход воды с компонентами:

кг/ч

Расход

Количество шихты, получено в грануляторе определяется по формуле:

где ∑ К – масса всех компонентов, поступающих в гранулятор, кг;
W_i – количество испарившейся воды, кг.

Количество испарившейся воды определяется по формуле:

W_i= 0, 026х∑ К

W_i= 0, 026х266563=7000кг

Количество газообразного аммиака, образующегося в грануляторе в процессе аммонизации, определяется по формуле:

Г_NH3= 2, 47 х G_NH3

Г_NH₃= 2, 47 х 500=1237, 5 кг

Определяем количество шихты:

кг

В том числе вода:

В_Ш=0, 021хШ

В_Ш=0, 021х258325, 98=5558, 33 кг

Таблица2.3.1 Материальный баланс аммонизатора-гранулятора

Приход	кг/ч	Расход	кг/ч
Пульпа фосфатов аммония	39941, 09	Шихта из АГ	258325, 98
в том числе вода	1742, 94	в том числе вода	5558, 33
Аммиак жидкий	500, 00	Аммиак с газами от АГ	1237, 5
Серная кислота	1318, 32
в том числе вода	98, 87	Испарившаяся вода
Граншлак	1709, 17	-	-
Ретур		-	-
в том числе вода		-	-
Итого:	266563, 48	Итого:	266563, 48
в том числе вода		в том числе вода	12558, 33

Тепловой баланс

Суммарная теплота гранулятора определяется теплотами, вносимыми: пульпой (Qп), серной кислотой (Qск), граншлаком (Qгр), теплотами реакции (Qр). Кроме того, теплоту вносит циркулирующий ретур (Qцр).

Тепло расходуется с шихтой (Qш), газообразным аммиаком (Qа.г.), парами воды (Qв) и потерями в окружающую среду (Qпот):

Qп+ Qск+ Qгр+ Qр+ Qцр= Qш+ Qа.г+ Qв+ Qпот

Приход тепла.

Теплота пульпы состоит из теплот реакций образований моноаммонийфосфата (Qмаф) и диаммонийфосфата (Qдаф) и определяется по формуле:

Qп= Qмаф+ Qдаф

Теплота реакции образования моноаммонийфосфата (Qмаф) определяется по формуле:

Н₃РО₄ + NН₃ = NН₄Н₂РО₄+75362кДж

кДж

Теплота реакции образования диаммонийфосфата (Qдаф) определяется по формуле:

NН₄Н₂РО₄ + NН₃ = (NН₄)₂НРО₄+96296кДж

кДж

Qп= 1170327+ 1336815=8290315 кДж

В грануляторе происходят реакции связывания остатка фосфорной кислоты жидким аммиаком, доаммонизации моноаммонийфосфата, а так же нейтрализация избытка жидкого аммиака серной кислотой:

Теплота реакции фосфорной кислоты с аммиаком:

кДж

где 2704, 2 – масса фосфорной кислоты, вступившая в реакцию с аммиаком, кг;

2, 868 – средняя удельная теплоемкость кислоты, кДж/(К ·кг);

333 – температура кислоты, К;

360 – количество аммиака, кг;

-117, 2 – энтальпия аммиака при -27 º С и 1, 5 атм., кДж/кг.

Теплота реакции доаммонизации (уравнение реакции см. выше):

кДж

Реакция нейтрализации избытка жидкого аммиака серной кислотой:

Н₂SO₄+2NH₃=(NH₄)₂SO₄+193849кДж

кДж.

Теплота реакций составит:

2538718+679736+193849=3412303кДж

Теплота вносимой серной кислоты определяется по формуле:

где Мск – масса серной кислоты, поступающей в гранулятор, кг;

t_ск – температура серной кислоты, поступающей в гранулятор, К;

Сск - теплоемкость серной кислоты, поступающей в гранулятор,

кДж/(К ·кг [5].

кДж

Определим теплоту граншлака:

кДж

Определим теплоту ретура:

кДж

Таким образом, общий приход теплоты в гранулятор составит:

8290315+3412303+608220+374308+72864000=85549146 кДж.

Расход тепла.

Теплота шихты из гранулятора:

кДж

Теплота газообразного аммиака:

кДж

Теплопотери в окружающую среду принимаем равными 1, 7% от общего количества подводимой теплоты:

кДж

Всего расходуется теплоты:

82974304+956340+1489229=85419873кДж

Избыток теплоты расходуется на испарение воды:

85549146-85419873=129273 кДж

Таблица2.4.1 Тепловой баланс аммонизатора-гранулятора

Приход	кДж	Расход	кДжч
Теплота пульпы		Теплота шихты из гранулятора
Теплота реакций		Теплота газообразного аммиака
Теплота вносимой серной кислоты		Теплопотери в окружающую среду
Теплота граншлака		Испарившаяся вода
Теплота ретура		-	-
Итого:		Итого:

РЕМОНТ И МОНТАЖ ГРАНУЛЯТОРА

Все виды ремонтов должны выполняться в строгом соответствии с графиком планово-предупредительных ремонтов, составленным на основе «Системы технического обслуживания и ремонта оборудования на химических предприятиях».

Основанием для остановки на ремонт отдельных единиц оборудования, является приказ (распоряжение) по предприятию, производству с указанием непосредственного руководителя работ от подрядчика, а также лиц, ответственных за подготовку оборудования или объекта в целом к ремонту, за проведение мероприятий, необходимых для обеспечения безопасности этих работ и для оперативной связи с подрядчиками или ремонтной службой заказчика.

Сдача оборудования в ремонт должна производится в соответствии с требованиями «Положения о порядке безопасного проведения ремонтных работ на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах» РД 09-250-98 с изменением № 1 (РДИ 09-501(250)-02), «Общих правил взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств» (ПБ 09-540-03) и «Инструкции о порядке организации и проведения ремонта технологического оборудования» на предприятии.

Оборудование и трубопроводы, связанные с производством взрывоопасных, пожароопасных и вредных для здоровья людей веществ, передается подрядчику освобожденным от рабочей смеси, обезвреженным (нейтрализованным, пропаренным, провентилированным и т.д.) и отключенным от системы с помощью специальных заглушек в порядке, предусмотренном инструкцией, утвержденной техническим руководителем предприятия.

Подготовка аппаратов, сосудов и коммуникаций к ремонту производится эксплуатационным персоналом заказчика под руководством начальника смены или начальника отделения и сдается руководителю ремонтных работ с отметкой в журнале или акте сдачи оборудования в ремонт о выполненных подготовительных работах и мероприятиях с обязательным оформлением наряда-допуска.

Вскрытие люков аппарата или фланцевого соединения трубопровода должно производиться только в присутствии лица ответственного за безопасную эксплуатацию оборудования производства.

Разборка или вскрытие аппарата, остановленного для внутреннего осмотра, чистки, ремонта и т.п., может производиться только после освобождения его от продукта и отключения от всех трубопроводов заглушками с явно видимыми хвостовиками.

Перед ремонтом из оборудования и коммуникаций должен быть удален аммиак и осуществлена продувка азотом и воздухом до объемной доли кислорода не менее 18 %.

Установка и снятие заглушек должны производиться сменным технологическим или ремонтным персоналом с последующей регистрацией в журнале «Установки и снятия заглушек» за подписью ответственного лица. Работы выполняются в соответствии с «Перечнем газоопасных работ».

Все заглушки должны быть рассчитаны на определенное давление и пронумерованы. Номера и давление, на которое рассчитана заглушка, выбиваются на ее хвостовике.

Все работы внутри аппаратов должны производиться в соответствии с требованиями «Типовой инструкции по организации безопасного проведения газоопасных работ», утвержденной Госгортехнадзором России.

Все подготовительные работы и работы внутри аппаратов должны осуществляться только с разрешения и под руководством начальника производства или под руководством ответственного лица за выполнение этих работ.

Работа внутри аппаратов должна быть немедленно прекращена:

– при сигнале, извещающем об аварии;

– при внезапном появлении запаха аммиака.

Ремонтные и другие работы внутри аппарата должны производиться только специальным инструментом, не искрящим при ударах.

Для освещения при работах внутри аппарата должны применяться только взрывозащищенные светильники.

Объект (блок, установка) ремонт которого закончен, должен приниматься по Акту комиссией и допускаться к эксплуатации после тщательной проверки сборки технологической схемы, снятия заглушек, испытания систем на герметичность, проверки работоспособности систем сигнализации, управления и ПАЗ, эффективности и времени срабатывания отсекающих устройств.

Монтаж гранулятора.

Перед монтажом машину необходимо тщательно очисть от антикоррозионных покрытий. Гранулятор устанавливается на бетонный фундамент. Глубина залегания фундамента зависит от качества грунта, но не должен менее чем 436 мм. Монтаж следует производить по рамному уровню. Необходимая точность установки гранулятора в обоих направлениях 0.5/1000.

После выверки машины фундаментные болты заливаются бетоном. После затвердевания бетона следует затянуть гайки фундаментных болтов, проверяя положение гранулятора по уровню. Затяжка гаек должна производится равномерно и плавно. За тем под раму барабана подливается цементный раствор и ведётся окончательная отделка фундамента.

При отделке фундамента необходимо предусмотреть закладку труб для подвода электропитания к автоматическому выключателю и от автоматического выключателя к барабану.

Место установки автоматического выключателя выбирается с учетом, чтобы он не мешал при работе и ремонте. Заземляют машину к общей системе заземлению. Проверяют электрооборудование машины.

Проверяют правильность зацепления зубчатой пары. После подключения машины к электросети проверяют правильность вращения барабана в соответствии для обеспечения возврата материала в барабан.

АВТОМАТИЗАЦИЯ

1 Для контроля и управления технологическим процессом предусмотрена автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) на базе микропроцессорной техники с использованием ПЭВМ, которая обеспечивает:

– оперативное управление технологическим процессом и механизмами с единой операторской станции, располагаемой в помещении центрального пункта управления, расположенного вне опасных зон;

– поддержание параметров технологических процессов в регламентируемых режимах;

– постоянный анализ изменения параметров в сторону критических значений;

– получение независимой объективной информации обо всех параметрах технологического процесса, состоянии оборудования, действиях оператора в виде сменных, суточных рапортов, автоматически распечатываемых на принтере;

– постоянный контроль состояния среды во взрывоопасных зонах объекта;

– регистрацию основных технологических параметров и срабатывания системы ПАЗ, контроль работоспособности средств ПАЗ;

– выбор и рекомендация персоналу оптимальных управляющих воздействий;

– действие средств управления и ПАЗ, прекращающих развитие опасной ситуации, обеспечение локализации аварийной ситуации, выбор и рекомендация персоналу оптимальных управляющих воздействий;

– выдачу информации о ходе технологического процесса, состоянии электрических механизмов и состоянии безопасности на объекте, как для оперативного управления, так и в вышестоящую систему АСУП;

2 В общей системе управления технологическим процессом предусмотрена непрерывная работа системы противоаварийной защиты (ПАЗ)

Формирование сигналов для ее срабатывания базируется на регламентированных, предельно-допустимых значениях параметров, определяемых свойствами обращающихся веществ и характером процесса.

Система ПАЗ, предупреждающая возникновение аварийной ситуации при отклонении от предельно-допустимых значений параметров обеспечивает безопасную остановку или перевод процесса в безопасное состояние по заданной программе путем закрытия отсечных клапанов и дистанционного закрытия электрозадвижек на трубопроводах подачи аммиака.

3 Технологические системы оснащены средствами автоматического контроля параметров, определяющих взрывоопасность процесса с регистрацией показаний и предаварийной и предупредительной сигнализацией их значений и средствами противоаварийной защиты с применением средств микропроцессорной и вычислительной техники.

4 Выбор средств системы ПАЗ осуществлен с учетом их надежности и быстродействия. Надежность обеспечивается наличием систем диагностики и самодиагностики, резервированием источников питания, нарушение системы управления не влияет на работу системы ПАЗ. При выходе из строя системы ПАЗ дистанционный перевод технологии в безопасное состояние резервирован с клавиатуры операторской станции.

5 Исполнительные механизмы системы ПАЗ, кроме указателей крайних положений непосредственно на этих механизмах, имеют устройства, позволяющие выполнить индикацию крайних положений в помещении операторной.

6 Для защиты технологического оборудования от разрушений и исключения возможности взрывов и пожаров для отключения технологических блоков предусматривается установка отсекающих устройств с дистанционным управлением и временем срабатывания не более 120 секунд (для блоков III категории). При этом реальное время срабатывания с учетом класса точности приборов, инерционности системы измерения, диапазона измерения, времени обработки сигнала контроллером и собственно временем полного закрытия применяемого отсечного устройства составляет значительно менее 120 секунд. Время срабатывания электрозадвижек не более 130 секунд.

7 Системой ПАЗ предусмотрено:

Автоматическое закрытие отсекателей, установленных на трубопроводах подачи аммиака на технологическую систему, при:

– превышении предельно - допустимой концентрации аммиака в производственных помещениях;

– остановке аммонизатора - гранулятора поз. 251, 252, сушильного барабана
поз. 255, 256 и вытяжного вентилятора поз. 237, 238;

Автоматическое закрытие отсекателей, установленных на трубопроводах подачи жидкого аммиака к смесителям – нейтрализаторам поз. 271…278, при падении или превышении давления жидкого аммиака в трубопроводе перед смесителями - нейтрализаторами;

Автоматическое включение сигнализации при превышении предельно - допустимой концентрации аммиака в производственных помещениях.

Автоматическое включение аварийных вентиляторов при превышении предельно - допустимой концентрации аммиака в производственных помещениях.
Аварийная сигнализация вместе с постоянно действующей вытяжной вентиляцией обеспечивает восьмикратный воздухообмен помещений.

Автоматическое включение сигнализации при падении объемного расхода кислоты в смесители

Автоматическое включение сигнализации при превышении предельно - допустимой температуры топочных газов перед сушильным барабаном.

Блокировка срочной аварийной остановки подачи реагентов в технологические аппараты нажатием кнопки «Стоп» сушильного барабана поз. 255, 256.

8 В системе ПАЗ и управления предусмотрено дополнительное электропитание от источника бесперебойного питания, что обеспечивает перевод объекта в безопасное состояние при нарушении основного питания. Обеспечивается исключение возможности произвольных переключений в системе при восстановлении питания. Возврат технологического объекта в рабочее состояние после срабатывания ПАЗ выполняется обслуживающим персоналом по инструкции.

9 Разработан «План локализации аварийных ситуаций», с определением необходимых действий и мер защиты персонала от воздействия вредных веществ при возникновении аварийных ситуаций.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒