Характеристика технологии производства алюмината натрия, установки его получения и принципа ее работы. Выбор оборудования для автоматизации и контроля техпроцесса. Расчет надежности технологической операции и вероятности отказов системы автоматики.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХЕРСОНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТК

Автоматизация процесса получения алюмината натрия.

Курсовой проект

по дисциплине: «Технические средства автоматизации» за специальностью 7.092501 - автоматизированое управление технологическими процессами.

Пояснительная записка

Выполнил

студент группы 4А1 Д.В. Бегма

Херсон 2005

Реферат

1. Пояснительная записка: 39 стр., 11 рис, 14 литературных источников, графическая часть состоит из 1 листа формата А2 и 1 листа формата А3 и 1 листа формата А1.

1. Пояснительная записка состоит из трех разделов. В введении описывается назначение и цели курсового проектирования. В организационно-технологической части дается характеристика технологического процесса получения алюмината натрия и описание установки его получения. В технической части произведено краткое описание работы данной установки. Так же в этом разделе подбираются элементы контроля и управления технологической операции.

В расчетной части рассчитывается надежность, вероятность отказов системы автоматики и контроля технологической операции.

Содержание

Введение

1. Описание ТП получения алюмината натрия

2. Выбор элементной базы для автоматизации ТП

2.1 Выбор схемы автоматизации контроля и управления уровня в мернике щелочи NaOH

2.1а Выбор оборудования для автоматизации, контроля и управления технологической операции откачки едкого натрия NaOH

2.2 Выбор схемы автоматизации откачки алюмината натрия NaAlO₂ из реактора

2.2а Выбор оборудования для автоматизации, контроля и управления технологической операции откачки NaAlO₂.

3. Расчет надежности

Заключение

Список литературы

Введение

Автоматизация - одна из ведущих отраслей науки и техники, развивается особенно динамично, проникает во все сферы человеческой деятельности. Она качественно изменяет характер труда рабочих. В цехах с автоматизированным производством главной фигурой становится специалист новой формации - оператор, программист, рабочие др. ранее не существовавших профессий. Автоматизация ТП является одним из решающих факторов повышения производительности и повышением условий труда. Современными проектами производств в нефтепереработки, химии и нефтехимии, объектах производства минеральных удобрений и др., предусматривается комплексная автоматизация ТП.

В ходе автоматизации производственных процессов сокращается тяжелый труд, увеличивается производительность труда: наступает новый этап машинного труда - автоматизация, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве. Функции контроля и управления ТП передаются автоматическим установкам. Это приводит к улучшению основных показателей эффективности производства и снижению себестоимости продукта.

В течение ряда десятилетий под автоматикой понималось выполнение некоторых действий без участия человека, связывающих причину и следствие.

Сущность современного этапа развития автоматизации можно было бы кратко охарактеризовать как переход от автоматизации «действий» к автоматизации «принятия решений». Т.е. переход от так называемой цикловой автоматики к автоматической стабилизации технологических режимов к использованию средств, обеспечивающих оптимизацию процессов, к осуществлению органической связи основного производственного оборудования с автоматикой.

В каждом ПП наряду с «вещественными потоками», существуют совершенно другие потоки, которые можно назвать «информационными». Они представляют собой некоторую первичную информацию о ходе ПП и необходимы для контроля и управления. Эта информация передается на соответствующие пункты управления, где производится обработка и используется для принятия решений при управлении процессом.

Автоматическое регулирование ТП на различных предприятиях позволяет получить высокую производительность при производительных наименьших затратах и высоком качестве продуктов. Однако системы автоматического регулирования оказываются не достаточно эффективными, если они спроектированы только на основе общих положений теорем автоматического регулирования. Для их наиболее эффективной работы, необходимо проектировать с учетом особенностей ТП, для которых они предназначены.

Довольно часто системы автоматики, разработанные непосредственно на предприятиях, работают вполне удовлетворительно. Это с одной стороны указывает на то, что заводские инженеры в состоянии справится с решением таких задач, а с другой, что успешное проектирование без применения очень сложного математического аппарата. Такое положение объясняется наличием простых правил установки и наладки автоматических регуляторов.

В настоящее время рядом ученых в различных лабораториях созданы более прогрессивные принципы проектирования систем автоматического регулирования. Однако предлагаемые ими методы обычно не реализуются полностью, если в разработке не участвуют люди, которые должны их эксплуатировать. Проблемы, связанные с автоматическим регулированием, как правило, возникают на заводе, поэтому должны решаться на самом предприятии. До тех пор, пока проектировщики систем автоматического регулирования и эксплуатационники не будут связаны между собой, их общие проблемы остаются нерешенными. Несмотря на то, что решение автоматических задач возможно математическими методами, эти же задачи могут быть приближенно решены путем довольно не сложных приемов. Т.о. управление высокого порядка и быстродействующие выч. машины целесообразно применять там, где более простыми методами решить задачи не удается.

Системы автоматического регулирования должны учитывать свойства ТП с целью обеспечения оптимального протекания процесса.

Без глубокого знания ТП, система регулирования не может быть спроектирована квалифицированно. Для автоматического регулирования необходимо максимально знать требования, представляемые к химико-технологическим процессам.

1. Описание ТП получения алюмината натрия

Алюминат натрия образуется при взаимодействии гидрата окиси алюминия с едким нитратом по реакции:

N_аOH + Al(OH)₃ >NaAlO₂ + 2H₂O

Для предотвращения самопроизвольного гидролиза растворов алюмината натрия во время их хранения синтез алюмината натрия ведется с (55 -65)% - ным избытком едкого натра.

Процесс получения алюмината натрия состоит из следующих операций:

· Приготовление суспензии гидрата окиси алюминия в едком натре;

· Синтез алюмината натрия;

· Отстаивание раствора.

Все операции осуществляются в реакторе. Он представляет собой цилиндрический аппарат со сферическим днищем и крышкой, снабжен паровой рубашкой, паровым барботером и мешалкой.

В реактор заливается химочищенная вода в количестве (2-3) м³. Едкий натр закачивается в реактор со склада кислот и щелочей из мерника щелочи после чего из бункера ленточным конвейером загружается гидрат окиси алюминия. Все компоненты загружаются в расчете на 20 м³ раствора. Загрузка гидрата окиси алюминия производится при непрерывно работающей мешалке, при подаче «острого» и «глухого» пара.

При достижении температуры раствора (80-85)^оС, подача «острого» пара уменьшается до минимальной, замеряется объем суспензии и отбирается проба для проведения анализа на массовое содержание Al₂O₃ и NaOH. Массовое содержание Al₂O₃ в суспензии должно составлять (290-320) г/дм^3, содержание NaOH - (370-400) г/дм³. При отклонении от этих значений производится корректировка суспензии необходимыми компонентами по расчету, после чего отбирается проба суспензии для проведения анализа и при получении удовлетворительных результатов, суспензия доводится до кипения с подачей острого пара и кипятка в течение (1,5-2) часов при температуре(115-118) ^оС. После этого закрывается подача пара, объем раствора доводится водой до первоначального объема (19,5-20) м³, перемешивается в течение (15-20) мин. И отбирается проба на анализ и определение содержания Al₂O₃ и NaOH . При получении удовлетворительных результатов анализа в раствор добавляется (0,4-0,8) м³ воды на упаривание, затем раствор перемешивается в течение 30 мин. После перемешивания раствора, останавливают мешалку и раствор отстаивается не менее 20 часов.

При получении неудовлетворительных результатов анализа проводится корректировка раствора алюмината натрия необходимыми компонентами: в случае корректировки гидроокисью алюминия в раствор догружается расчетное количество гидроокиси алюминия и 0,7-10 м³ воды и полученная суспензия, кипятится путем подачи «острого» пара в течение 1 часа.

В случае корректировки едким натром или водой в раствор добавляется расчетное количество щелочи или воды, и раствор перемешива...