Разработка проекта локальной очистной системы отходящих газов производства простого суперфосфата

Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Апреля 2012 в 14:15, курсовая работа

Описание работы

Курсовой проект по курсу промышленная экология.
Задачи работы: обосновать основные технологические решения по очистке отходящих газов производства суперфосфата. разработать принципиальную технологическую блок-схему процесса очистки отходящих газов; рассчитать материальный баланс процесса очистки отходящих газов; подобрать основное оборудование и разработать принципиальную аппаратурную схему процесса; выполнить чертеж общего вида основного оборудования.

Содержание

Введение 4
Определение основных технологических решений очистки фторсодержащих отходящих газов производства простого суперфосфата 77
Разработка принципиальной технологической блок-схемы процесса очистки отходящих газов производства простого суперфосфата 88
Программа производственного экологического контроля 9
Расчет материального баланса проектируемого процесса очистки отходящих газов 10
Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования процесса очистки отходящих газов 16
Расчёт фильтра 117
Разработка принципиальной аппаратурной схемы процесса очистки фторсодержащих газов производства простого суперфосфата 118
Выводы 20
Перечень источников информации 21

Скачать полностью (446.22 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа содержит 1 файл

Курсовой проект.doc

— 2.49 Мб (Скачать)

 

Примечание.

  1. SiF4 + 2 H2O = SiO2 + 4HF
  2. 2HF + Ca(OH)2 = CaF2 + 2 H2O
  3. По первому уравнению реакции можно определить массу образовывающегося диоксида кремния:

G (SiО2) = (0,0755 / 104) * 60 * 0,95 = 0,0414 кг/час

G (SiF4) = (0,0755 / 104) * 0,05 = 0,0022 кг/час

  1. Масса фторида водорода, вступающего в химическую реакцию с известковым молоком:
  2. По первому уравнению реакции: G (НF)1=(0,0755 / 104) * 4 * 20 * 0,95 = 0,0552 кг/час
  3. Всего получается: 0,0552 + 0,0145 = 0,0697 кг/час

Улавливается: 0,0695 кг/час, так как степень улавливания 99,8%

Следовательно, в газе, отходящем в атмосферу: 0,0697 – 0,0695 = 0, 00014 кг/час

  1. По второму уравнению находим массу фторида кальция:

G (CaF2) = ((0,0695 / 20) / 2) * 78 = 0,136 кг/час

  1. Количество необходимого известкового молока:

10 % известковое  молоко с содержанием твердой  фазы в количестве 50 %.

По уравнению  реакции:

G (Ca(OH)2) = ((0,0695 / 20) / 2) * 74 = 0,129 кг/час

Тогда масса  суспензии известкового молока:

 G (Ca(OH)2) = 0,129 / (0,5 * 0,1) = 2,57 кг/час

 С избытком  в 5% по стехиометрии:

G (Ca(OH)2) = 2,57 * 1,05 = 2,70 кг/час

5.       Количество воды после хемосорбции:

G (Н2О) = 1,215 - (0,0755 / 104) * 2 * 18 + (0,0695 / 20) * 18 = 1,254 кг/час

6.       Остатки Са(ОН)2:

G (Ca(OH)2) = 0,135 – 0,129 = 0,006 кг/час 
 

Примечание: производство работает 365 дней в году в 3 смены по 8 часов

5. Отстаивание кремнефтористоводородной кислоты, содержащей оксид кремния
Вход Выход
Наименование  потока Количество,

кг/час кг/сут

 Наименование  потока Количество,

кг/час кг/сут

1. Раствор,  в том числе: 
  1. H2SiF6 (30%)
  2. SiO2
 
                    

  289,95

7,20 
 

                            

6958,8

172,8 

 1. Нижний слив, в том числе
  1. оксид кремния
  2. H2SiF6 (30%)
 

2. Верхний слив:

      - H2SiF6 (30%)

  
7,2

    28,8 (1) 
 

261,15(2)

  
      172,8

691,2(1)  
 

6267,6 (2)

Итого: 297,15 7131,6 Итого: 297,15 7131,6

 

Примечание.

  1. После отстаивания образуется суспензия, в которой Т : Ж = 1: 4

G(раствора) = 7,2 * 4 = 28,8 кг/час

  1. G (H2SiF6 (30%) в верхнем сливе) = 289,95 - 28,8 = 261,15  кг/час
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Фильтрация суспензии, содержащей оксид кремния
Вход Выход
Наименование  потока Количество,

кг/час кг/сут

 Наименование  потока Количество,

  кг/час       кг/сут

1.Суспензия,  в том числе 
  1. оксид кремния
  2. H2SiF4(30%)
 

2. Вода на  промывку

                    

7,2

28,8 

30,0(1)

                            

      172,8

691,2 

720,0

 1. Осадок, в том  числе
  1. оксид кремния
  2. раствор H2SiF4(14,7%)
 

2.Раствор H2SiF4(14,7%)

  
7,2

    7,2 (3) 

51,6(4)

  
    172,8

172,8  

1238,4

Итого: 66,0 1584,0 Итого: 66,0 1584,0

 

Примечание. При фильтровании на фильтр-прессе влажность получаемого осадка составляет 50%.

  1. Для промывки берем воду в соотношении 10:1.

Так как  V тв = 3 л/час, то Vводы = 30 л/час; Gводы = 30 кг/час

  1. Тогда масса р-ра H2SiF4: 28,8 + 30,0  = 58,8 кг/час.
  2. G (р-ра H2SiF4(14,7%)) = G(SiO2) = 7,2 кг/сутки
  3. G (р-ра H2SiF4(14,7%) в фильтрате) = 58,8 - 7,2 = 51,6 кг/час
 
7. Сбор кремнефтористоводородной кислоты
Вход Выход
Наименование  потока Количество,

кг/час     кг/сут

 Наименование  потока Количество,

кг/час кг/сут

1. Кремнефтористоводородная кислота, 30%-ая 

2. Кремнефтористоводородная  кислота, 14,7%-ая

 261,15 
 

51,6

 6267,6 
 

1238,4

 1.Кремнефтористоводородная кислота, 27,5%-ая 312,75 7506,0
Итого: 312,75 7506,0 Итого: 312,75 7506,0

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обобщенный  материальный баланс по веществу

Вход Выход
Вещество Ед. измер  т/год Вещество Ед. измер т/год
1. Газ  315,4 млн  м3/год
  1. HF, в том числе

-F 
 

  1. SiF4, в том числе

-F

  
 
402,8 мг/м3 

382,6 мг/м3 
 

2097,2 мг/м3 

1532,6 мг/м3

  
 
127,03 

120,67 
 

661,37 

483,31

 1. Газ 315,4 млн. м3/год
  1. HF, в том числе

    -F 

  1. SiF4, в том числе

-F

  
 
0,00389 мг/м3 

0,00369 мг/м3 
 

0,0611 мг/м3 

0,0581 мг/м3

  
 
0,00123 

0,00117 
 

0,01927 

0,01408

2. Известковое молоко, в том числе

       – Са(ОН)2

 22,67 м3/год 
 

1,183 т/год

 23,65 
 
 2.Осадок СаF2 50% вл, содержащий
  1. СаF2, в том числе

    - F

  1. Са(ОН)2,
 
  1. SiO2,
2,784 кг/час 

1,191 т/год 
 
 

0,053 т/год 
 

0,363 т/год 

 24,39 
 
 

0,58 
 
 

      5.Осадок кремнегеля 50% вл, в том числе
  1. SiO2
 
 
 
  1. H2SiF6

      - F

  
14,4 кг/час 

63,07 т/год 
 
 
 

63,07 т/год

0,838 кг/час

  
126,14 
 
 
 
 
 
 

7,34

      6. H2SiF6 (27,5%);

- F

 312,75 кг/час

68,04 кг/час

 2739,69

596,02


 
 

Итого получаем:

Вещество Вход, т/год Выход, т/год
F 603,98 603,96

 
 
 
 
 
 

     Расчет  и подбор основного  оборудования процесса очистки  

    Таблица 4

Основное  оборудование процесса очистки отходящих  газов производства двойного суперфосфата

№ п/п Технологическая операция Исходные  данные для расчета  и /или подбора  оборудования Результаты  расчета и/или  подбора оборудования
1 Водная абсорбция, первая ступень Расход газового потока 36000 м3/ч, степень улавливания 98% Тарельчатый абсорбер с провальными тарелками из круглых гуммированных стержней; свободное сечение тарелок 30-50%. Работают при сколости газа 2 м/с и плотности орошения 30-50 м3/(м2*ч).[4]. D=1600мм, Н=20000мм,  Ст 3. [8].
2 Водная абсорбция, вторая ступень Расход газового потока 36000 м3/ч, степень улавливания 95% Тарельчатый абсорбер с провальными тарелками из круглых гуммированных стержней. D=1600мм, Н=20000мм, Ст 3. [8].
3 Брызгоулавливание Расход газового потока 36000 м3/ч, брызгоулавливание 100% СЦВ (сепаратор  центробежный вихревой), Dнаруж=530мм, Н=1400мм [9].
4 Абсорбция известковым  молоком Расход газового потока 36000 м3/ч, степень улавливания 99,8% Тарельчатый абсорбер с провальными тарелками из круглых гуммированных стержней. D=1600мм, Н=20000мм, Ст 3. [8].
5 Сбор кремнефтористоводородной кислоты, содержащей примеси кремнегеля 6,74 м3/сутки Вертикальная емкость  ВЭЭ1-1-10-1,0,  Vном=10 м3, Vраб= 9,2м3, D=2000 мм, h=2500 мм, [7].
6 Отстаивание раствора, содержащей кремнегель 6,74 м3/сутки, скорость осаждения 1,5 м/ч,  Т:Ж=1:40 Вертикальная  емкость ВЭЭ1-1-10-1,0, Vном=10 м3, Vраб= 9,2м3, D=2000 мм, h=2500 м, [7].
7 Фильтрация суспензии кремнегеля 1,48 м3/сутки, влажность осадка 50% Автоматический камерный фильтр-пресс КМП 5 F=5 м2, размер плит 500×850мм, количество фильтрующих плит 12, Vкам.пр. 0,22 м3,  процесс периодический [7].
8 Сбор кремнефтористоводородной кислоты 7,1 м3/сутки Вертикальная  емкость  ВЭЭ1-1-10-1,0,  Vном=10 м3, Vраб= 9,2м3, D=2000 мм, h=2500 мм, [7].

     Расчет  фильтра 

     Выбор подходящего фильтр-пресса при учёте расхода суспензии 1,48 м3/сутки:

     Таблица 5

Типоразмер  фильтра S поверхности фильтрования, м2 V камерного пространства, м3 Размеры фильтрующих  плит (патронов), мм Количество  фильтрующих плит (патронов), шт
ПТЖ5 5 0,63 60х1767 16
КМП2,5 2,5 0,11 500х850 6
КМП5 5 0,22 500х850 12
КМП10 10 0,51 900х1750 6

 

     Из  предложенных фильтров, лучше всего подходит пресс-фильтр КМП5. Необходимо определить конкретный фильтр марки КМП5, относительно типа стали, используемого в фильтре.

     Таблица 6

Типоразмер  фильтра     и код ОКП Масса, кг Масса на единицу  поверхности фильтрования, кг/м2 Материал деталей, соприкосающихся с обрабатываемым продуктом
КМП5-1У-10

36 1686 1101

 6120 1224 Сталь Ст3пс
КМП5-1К-11

36 1686 3352

 6135 1227 Сталь 12Х18Н10Т
КМП5-1К-12

36 1686 3353

 6135 1227 Сталь 10Х17Н13М3Т
КМП5-1К-15

36 1686 3354

 6135 1227 Сталь 08Х22Н6Т
КМП5-1Т-10

36 1686 4089

 5225 1045 Титановый сплав  ВТ1-0

Информация о работе Разработка проекта локальной очистной системы отходящих газов производства простого суперфосфата