Аннотация 2
Введение 5
1 Теоретическая часть 7
1.1 Промышленный способ синтеза аммиака 7
1.2 Технология выделения аммиака из синтез-газа, танко-продувочных газов 8
1.3 Теоретические основы получения умеренного холода 9
1.3.1 Понятие и классификация холодильных машин 9
1.3.2 Химизм процесса абсорбции аммиака водой 10
1.4 Промышленные установки получения холода в аммиачной промышленности 12
1.4.1 Основные стадии получения холода 12
1.4.2 Принцип работы генератора-ректификатора и дефлегматора 14
1.4.3 Определение уязвимого места 17
1.5 Выбор сепаратора 18
1.5.1 Силы, действующие на капельную жидкость 18
1.5.2 Образование капельной жидкости 19
1.5.3 Основные механизмы улавливания капельной жидкости 19
1.5.4 Парожидкостное разделение 20
1.5.5 Выбор внутреннего устройства сепаратора 20
2 Технологическая часть 22
2.1 Технология синтеза аммиака на агрегатах АМ-76 22
2.2 Принципиальная технологическая схема и ее описание, оптимальные технологические параметры 25
2.3 Особенность работы абсорбционной холодильной установки АБХМ «Б» при повышенной нагрузке по аммиаку 29
2.4 Аналитическое и техническое обоснование способа модернизации установки 30
3 Расчетная часть 34
3.1 Расчет цикла АБХМ 34
3.1.1 Расчет удельных количеств тепла в АБХМ 42
3.1.2 Расчет материальных потоков и тепловых нагрузок на аппараты 46
3.2 Расчет сепаратора 50
3.2.1 Конструктивный расчет 50
3.2.2 Гидравлический расчет 57
3.3 Описание приницпа работы и взаимодействие сепаратора с другим оборудованием АБХМ 61
3.4 Ожидаемые технологические результаты модернизации 63
Заключение 64
Список используемой литературы и используемых источников 65
Приложение А Чертеж сепаратора 69
Приложение Б Технологическая схема 70
Приложение В Тренд температуры после дефлегматора 902Б 71
Предприятие ПАО «Тольяттиазот» внес значительный вклад в российский рынок минеральных удобрений. В настоящее время компания экспортирует свою продукцию в 120 стран. Заботясь о здоровье и безопасности работников, а также об охране окружающей среды, предприятие работает в соответствии со стандартами экологического права. Стратегия развития компании до 2022 года предусматривает проведение экологических мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду [24].
С каждым годом ужесточаются нормы выбросов отработанных газов. У предприятий появляется интерес не только сократить выбросы с экологической, но также и с экономической точки зрения. Уменьшение потери целевого продукта является одним из основных путей уменьшения расходного коэффициента.
Одним из таких источников потери целевого продукта в синтезе аммиака является сжигание танко-продувочных газов, которые содержат аммиак. Выделение аммиака производиться путем охлаждения с дальнейшей сепарацией. Источником холода является абсорбционная холодильная машина. При нарушении норм технологического режима, а именно при повышении содержания воды в жидком аммиаке, происходит повышение температуры кипения в испарителе жидкого аммиака, что приводит к меньшей холодопроизводительности машины, как следствие, повышенному содержанию аммиака в танко-продувочных газах, которые идут на сжигание в печь или на факельную установку.
В данной бакалаврской работе дается решение данной проблемы путем внедрения вертикального газожидкостного сетчатого сепаратора, между дефлегматором и аппаратами воздушного охлаждения.
Актуальность данной работы заключается в повышении стабильности работы испарителей жидкого аммиака при различных нагрузках.
Цель данной работы заключается в разработке метода осушения газообразного аммиака в условиях работы абсорбционной холодильной установки при повышенных нагрузках.
Поставленная цель может быть решена с помощью следующих задач:
• произвести теоретический анализ работы узла осушки газообразного аммиака и на основании полученных данных выбрать сепаратор;
• описать принципиальную технологическую схему с оптимальными технологическими параметрами;
• рассмотреть особенность работы абсорбционной холодильной установки «Б» при повышенной нагрузке по аммиаку, технически и аналитически обосновать способ модернизации установки;
• произвести расчет цикла абсорбционной холодильной установки, сетчатого газосепаратора.
В бакалаврской работе предложен способ осушения газообразного аммиака внедрением газожидкостного сепаратора.
В ходе теоретического обзора выявлено уязвимое место установки - дефлегматор. Выбран газожидкостной сепаратор с внутренним устройством в виде сетки для отделения уносимой влаги из дефлегматора.
Предоставлены фактические данные, результаты анализов, цитаты из технической литературы, которые доказывают проброс капельной влаги в испарители жидкого аммиака через дефлегматор и обосновывают внедрение сепаратора.
Рассчитан цикл АБХМ из которого получены материальный, тепловой балансы из которых взяты данные для расчета сепаратора. Рассчитан сепаратор со следующими размерами: внутренний диаметр 1,2 м, высота 4,69 м, диаметр коагулятора 0,84 м, высота сетки 0,15 м. Сепаратор выбран согласно ОСТ 26-02-2059-79 - газосепаратор сетчатый.
К нормам технологического режима придут следующие технологические параметры в результате модернизации:
• концентрация жидкого аммиака в ресивере 904Б снизится с 42,4 % (масс.) до не более 0,5 % (масс.);
• температура после испарителя 612 по TIRA-629 снизится с минус 12,73 °С до минус 28 °С;
• температура после испарителя 612 по TIRA-629 снизится с минус 19,40 °С до минус 28 °С;
• концентрация аммиака в танко-продувочных газов на сжигание снизится с 33,71 % (об.) до не более 2,6 % об.
