Основные стадии производственного процесса получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией. Автоматизация системы управления производством серной кислоты. Надежность подсистем процесса автоматического управления.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

• Введение
• 1. Описание объекта автоматизации
• 1.1 Описание технологического процесса
• 1.2 Критический анализ применяемой технологии
• 2. Описание системы автоматизации
• 2.1 Перечень средств и систем
• 2.2 Подбор элементов АСУ ТП
• 2.3 Расчет надежности подсистем процесса автоматического управления
• Список использованных источников

Введение

Темой дипломного проекта является "Разработка автоматизированной системы управления процессом производства серной кислоты".

Актуальность данной темы заключается в том, что эффективное управление внешнеэкономической деятельностью в современных условиях рынка - необходимое условие повышения эффективности бизнеса, создания, развития и реализации, конкурентных преимуществ предприятия.

Основная цель дипломного проекта: автоматизировать систему управления процесса производства серной кислоты.

Для достижения поставленной цели предполагается:

1) выбрать объект для автоматизации производственного процесса - процесс производства серной кислоты;

2) собрать и проанализировать основные технические показатели оборудования для производства серной кислоты на предприятии;

3) построить математическую модель и оптимизировать технологический процесс;

4) развитие и реконструкция материальной базы;

5) внедрение нового оборудования, повышение качества и объема выпускаемой продукции.

Объектом исследования послужило промышленно-производственное предприятие ООО "Балаковские минеральные удобрения" города Балаково.

Производство серной кислоты - одно из важнейших и крупномасштабных производств как в химической промышленности, так и в народном хозяйстве. Это определяется той ролью, которую играет серная кислота во многих отраслях народного хозяйства - в производстве практически всех видов минеральных удобрений, которая является одним из наиболее крупных потребителей серной кислоты (40%), в промышленности органического синтеза (30%), в качестве электролита почти во всех процессах электролиза цветных металлов, в нефтяной, текстильной и других отраслях промышленности.

В большинстве производств серная кислота является основным компонентом. Она самая дешёвая и самая сильная кислота.

Важнейшей задачей сернокислотной промышленности является непрерывное совершенствование производства путём использования новейших достижений науки и техники, распространения передового опыта внедрения новых приемов и методов работы.

1. Описание объекта автоматизации

1.1 Описание технологического процесса

В данной схеме применен метод двойного контактирования и двойной абсорбции. Сущность метода состоит в том, что, после первой ступени окисления сернистого ангидрида в серный, технологический газ выводится из контактного аппарата на абсорбцию образовавшегося серного ангидрида (SO₃), а затем опять направляется на окисление оставшегося в газе сернистого ангидрида (SO₂) на вторую ступень окисления, после чего вновь направляется на абсорбцию.

Процесс получения серной кислоты методом двойного контактирования с промежуточной абсорбцией состоит из следующих основных стадий.

Осушка атмосферного воздуха концентрированной серной кислотой. Сушильный цикл предназначен для осушки атмосферного воздуха от содержащихся в нем водяных паров.

Осушка воздуха производится концентрированной серной кислотой в сушильной башне (поз.840). При поглощении паров воды серной кислотой выделяется большое количество тепла, вследствие чего кислота нагревается и частично испаряется.

Сушильная башня (поз.840) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат из углеродистой стали, внутри футерованный кислотоупорным кирпичом. Для увеличения поверхности соприкосновения реагирующих фаз башня заполнена керамической насадкой из инталокса. В верхней части башни установлена оросительная система, состоящая из коллектора, центрального желоба и боковых желобов. Над системой орошения установлен демистер, предназначенный для улавливания брызг кислоты, увлекаемых потоком воздуха. Демистер изготовлен из углеродистой стали. В цилиндрической части его установлены патроны, обтянутые фториновым полотном.

Воздух с температурой 20-75 єС подается в нижнюю часть сушильной башни (поз.840) из машинного отделения, где установлено две газодувки (поз.903 А, В). Одна из газодувок - в работе, другая - в резерве. На всасывающем коллекторе обеих воздуходувок установлен фильтр (поз.908) для очистки воздуха от взвешенных частиц.

Атмосферный воздух в газодувку поступает через входные штуцеры и сжимается при помощи двух сдвоенных рабочих колес. Противотоком поднимающемуся воздуху сушильная башня (поз.840) через оросительную систему орошается серной кислотой с массовой долей моногидрата 98,3-98,9%.

Стекающая по насадке кислота разбавляется поглощенной из воздуха влагой. При поглощении паров воды серной кислотой выделяется большое количество тепла, вследствие чего кислота нагревается до 50-65 єС. В цикле сушильной башни установлен один погружной насос производительностью 1000 м³/ч.

Сжигание жидкой серы в атмосфере сухого воздуха и утилизация тепла с получением технологического пара. Процесс горения жидкой серы в атмосфере воздуха зависит от условий обжига (температуры, скорости газового потока), от физико-химических свойств (наличия в ней зольных и битумных примесей и другие).

Отфильтрованная жидкая сера поступает из отделения приема и фильтрации жидкой серы первой технологической системы сернокислотного производства по серопроводу поступает в сборники (поз.500) и (поз.503).

Сборник (поз.503) представляет собой сварную цилиндрическую емкость. С внешней стороны сборник оборудован пароспутниками. Обогрев греющих элементов осуществляется паром. Температура жидкой серы в сборнике поддерживается 130-150°С, температура газовой фазы в верхней части сборника не более 170°С. При увеличении температуры газовой среды в верхней части сборника (поз.503) срабатывает сигнализация.

Световая и звуковая сигнализация включатся при увеличении или уменьшении уровня в сборнике поз.503. При максимальном уровне жидкой серы в сборнике поз.503 (Н_макс=4,5 м) закрываются электрозадвижки на линиях подачи серы в этот сборник.

Сборник (поз.500) представляет собой вертикальную цилиндрическую емкость. Внутри сборник оборудован паровыми регистрами. Верхняя внешняя сторона сборника обогревается снаружи. Обогрев греющих элементов осуществляется паром. Температура жидкой серы в сборнике поддерживается 130-150°С, температура газовой фазы в верхней части сборника не более 170°С. При увеличении температуры газовой среды в верхней части сборника (поз.500) срабатывает сигнализация.

Световая и звуковая сигнализация включатся при увеличении или уменьшении уровня в сборнике поз.500. При максимальном уровне жидкой серы в сборнике поз.500 (Н_макс=4,5 м) срабатывает автоматическая защита, закрываются электрозадвижки на линиях подачи серы в этот сборник.

Из сборников (поз.500) и (поз.503) сера самотеком подается в расходный сборник серы (поз.502). Сборник (поз.502) представляет собой горизонтально расположенную цилиндрическую емкость. С внешней стороны сборник обогревается паром, проходящим по каналам из швеллерного проката.

Уровень сборника (поз.502) поддерживается автоматически с помощью регулирующих клапанов установленных на перетоке из сборника (поз.503) и из сборника (поз.500) к сборнику (поз.502).

Температура жидкой серы в сборнике (поз.502) поддерживается 130-150°С, а газовой фазы в верхней части сборника (поз.502) - не более 170°С. При увеличении температуры газовой среды выше заданной (более 170°С) включается звуковая и световая сигнализация. При включении насосов (поз.504 (А, В)) срабатывает световая, а при отключении - звуковая сигнализация. Насосы установлены на крышке сборника. Производительность каждого насоса (поз.504) 45 м³/ч.

Из расходного сборника (поз.502) жидкая сера двумя погружными насосами (поз.504), один из которых резервный, подается на форсунки циклонных топок в энерготехнологический котел РСК - 75/40 (поз.501) для сжигания серы. Топка котла состоит из двух циклонов и камеры догорания.

Циклонные топки внутри футерованы огнеупорными материалами. В топках установлены серные форсунки механического типа с паровыми рубашками в количестве 8 штук по 2 форсунки с каждой стороны топки.

Каждая циклонная топка имеет горелку природного газа типа ГМ-10, предназначенную для предварительного разогрева циклонных топок перед включением их на сжигание серы.

Осушенный в сушильной башне воздух, газодувкой подается в энерготехнологический котел РКС-75/40 на сжигание серы. При сжигании серы в серных топках образуется газ с содержанием диоксида серы (SО₂₎ не более 12 % (объемных).

Технологический газ из топки котла поднимается вверх, последовательно проходя испарительное устройство первой ступени (чистый отсек барабана) и испарительное устройство второй ступени (солевой отс...