Автор: Пользователь скрыл имя, 30 Октября 2011 в 15:49, курсовая работа
Тритий – радиоактивный изотоп с периодом полураспада 12,35 лет, излучающий при распаде мягкое b- излучение. Большое значение трития среди других радионуклидов обусловлено, с одной стороны, сходством его химических свойств с протием, что приводит к тому, что он способен замещать протий в тканях человека, а с другой стороны тем, что его выбросы в атмосферу и воды рек и морей неуклонно увеличиваются.
1. Введение.
2. Расчёт потоков.
3. Выбор оптимальных условий.
3.1Оптимизация по температуре при =0,7.
3.2 Оптимизация по относительному отбору при T=50 C.
4. Принципиальная схема технологической установки.
5. Описание технологической схемы и работы установки в режиме получения продукта.
6. Расчёт теплообменных аппаратов.
6.1 Обогрев колонны.
6.1.1 Высота колонны.
6.1.2 Толщина теплоизоляции.
6.1.3 Определение потерь тепла с поверхности колонны.
6.2 Верхний узел обращения потоков.
6.3 Холодильник водорода из нижнего узла обращения потоков.
6.4 Холодильник кислорода из нижнего узла обращения потоков.
6.5 Холодильник кислорода перед колонной ФИО.
6.6 Холодильник водорода из колонны в ВУОП.
6.7 Теплообменник после горелки.
6.8 Подогреватель для исходной жидкости.
6.9 Холодильник воды из колонны в НУОП.
6.10 Система очистки кислорода.
6.10.1 Колонна фазового изотопного обмена.
6.10.2 Осушка на цеолитном фильтре.
6.11 Избыточный поток кислорода.
6.12 Холодильник избытка кислорода из ВУОП.
7. Расчёт времени выхода на стационар.
8.1 Расчет энергопотребления.
8.2 Расчет металлоемкости.
8.3 Определение расходных коэффициентов.
9. Экономический расчёт.(посчитано не правильно!)
9.1.1 Расчёт капитальных затрат по проектируемому цеху.
9.1.2 Определение стоимости оборудования
9.2 Вопросы труда и заработной платы.
9.2.1 Определение баланса времени работы рабочего.
9.2.2 Определение численности рабочих.
9.3 Определение годовой потребности в сырье, материалах и энергии.
9.4 Расчёт амортизационных отчислений.
9.5 Смета расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
9.6 Смета цеховых расходов.
9.7 Калькуляция себестоимости.
9.8 Структура цеховой себестоимости продукции.
Вт.
Вт.
Снимаем это тепло водой 70С до 400С. Поток этой воды:
,
0C,
Площадь теплообмена находим по уравнению теплопередачи:
,
K=30 (газ-жидкость),
м2.
6.16 Холодильник воды в НУОП(2).
Воду охлаждаем до 200С и направляем в НУОП. Тепло, необходимое на нагрев:
Вт.
Снимаем это тепло водой 70С до 200С. Поток этой воды:
0С.
K=350 (жидкость-жидкость),
м2.
6.17 Очистка кислорода из НУОП(1)
Отмываем тритий водопроводной водой, с концентрацией трития 0 Ки/кг. Концентрация трития, до которой возможно увеличение в ВУОП, равна 1,01*10-7 Ки/кг. Пусть концентрация трития в воде, стекающей из колонны ФИО, равна 10-4 Ки/кг. Температура колонны – температура помещения – 250С. Количество воды, выходящей из колонны вместе с кислородом:
Найдём концентрацию трития, до которой необходимо сушить кислород, из уравнения материального баланса:
Ки/кг.
Количество воды, необходимое для отмывки до такой концентрации:
кг/ч.
Найдём высоту колонны.
n=15, 1
H=n·h=15,1·2=30, 2 см
Диаметр колонны:
м.
Сводная таблица по всем теплообменникам:
| Обозначение теплообменника | G(теплонос.), кг/час | Δt, 0С | Q, Вт | K,Вт/(м2·К) | F, м2 |
| Г | 280 | 33,26 | 17268,67 | 2000 | 0,2026 |
| Х2 | 6,84 | 19,26 | 262,8 | 30 | 0,4567 |
| Х3 | 3,42 | 19,26 | 131,18 | 30 | 0,227 |
| Х4 | 3,85 | 28,28 | 147,75 | 30 | 0,1709 |
| Х7 | 8,78 | 35 | 337,26 | 30 | 0,3212 |
| Х8 | 12,44 | 27,42 | 118,26 | 350 | 0,0166 |
| Х5 | 9,07 | 20,33 | 137,2 | 350 | 0,0193 |
| Х1 | 4,53 | 18,2 | 52,71 | 350 | 0,0083 |
| Х6 | 8,53 | 139,4 | 426,74 | 30 | 0,102 |
| Х9 | 8,04 | 20,6 | 28,8 | 30 | 0,0454 |
7. Расчёт времени выхода на стационар.
=10,328 моль/ТСР,
=3888,889 моль,
Считаем время выхода на стационар для концентрирующей части и для НУОП.
=10,328 моль/ТСР,
=3888,889 моль,
Время выхода на стационар при постоянном и максимальном переносе:
Время выхода на стационар:
,
степень приближения к равновесию:
,
=22444,51 часов=2,56 года.
Проверим полученное значение следующим расчетом:
время накопления ,
где накопление в установке
Средний перенос
Тогда время накопления:
Время выхода на стационар исчерпывающей части:
время накопления ,
где накопление в установке
средний перенос
Тогда время накопления:
Т.о. через 2 дня после запуска колонны можно отбирать продукт, а отвальный поток не отбирать до тех пор, пока электролизёр не выйдет на стационар. В течении этого времени концентрация трития в продукте будет даже ниже требуемой.
8.1. Расчет электропотребления
2.Электроэнергия, потребляемая электролизером
3. Электроэнергия, потребляемая на нагрев фильтра при десорбции цеолита:
QΣ =1 кВт/8 часов
8.2.Расчет металлоемкости установки
Колонна состоит из 3-х царг, каждая длинной по 1,5 м
1. Металлоемкость царги:
3. Металлоемкость
фланцев, соединяющих царги
4. Масса емкости с исходной водой:
5. Масса емкости с питающей природной водой для подачи в электролизер Е2:
6. Масса емкости для воды, охлаждающей горелку:
8. Определение расходных коэффициентов
Сводные данные по расходным
коэффициентам приведены в
Таблица 8.,1
| Наименование сырья, вида энергии | Ед.
измерения |
Норма расхода
на единицу продукции
( 1 кг воды ) |
Объем производства,
кг воды |
Всего сырья
или материалов
в год. |
| Охлаждающая вода | м3 | 0,194 | 14987 | 2903,9 |
| Электроэнергия | кВт*ч | 11,21 | 14987 | 167960 |
9. Экономический расчёт.
Режим работы предприятия – непрерывный, 40 – часовая рабочая неделя, номинальный фонд рабочего времени – 365 дней в году, эффективный – 345 дней в году (8280 ч).
9.1 Расчёт капитальных затрат по проектируемому цеху.
9.1.1 Расчёт капитальных затрат по проектируемому цеху
Стоимость строительства зданий
Не учитывалась стоимость зданий.
9.1.2.
Определение стоимости
| Оборудование | Количество | Мас-
са аппарата, кг |
Стоимость
изделия без катализатора и насадки |
V насадки,
Л |
V
катализатора, л |
Стоимость | Стоимость | |
| насадки,
тыс. руб |
катализатора,
тыс. руб |
Общая,
Тыс. руб | ||||||
| Царга | 3 | 14,85 | 5,3 | 31 | 5,8 | 0,9 | 30 | 201,9 |
| Фланцы | 4 | 0,88 | 0,1 | 0,4 | ||||
| Емкости
1 2 3 |
1 1 1 |
22,56 2,1 19,2 |
2,7 0,25 2,3 |
5,25 | ||||
| Электролизёр НУОП | 1 | 1000 | 1000 | |||||
| Электролизёр дополнитель-ного кислорода | 1 | 20 | 20 | |||||
| Итого | 1030,7 | 1227,6 | ||||||
Суммарная стоимость оборудования
Таблица9.3
| № п.п. | Наименование расходов | Стоимость,
тыс. руб. |
Основание для расчета |
| 1 | Прейскурантная стоимость | 1227,6 | из табл. 2 |
| 2 | Неучтенное оборудование | 309,21 | 30 % от строки 8 табл.2 |
| 3 | итого | 1536,8 | ст. 1+ст. 2 табл. 3 |
| 4 | Транспортно-заготовительные и складские расходы | 153,68 | 10 % от ст. 3 |
| 5 | итого | 3264 | ст. 3+ст. 4 |
| 6 | Стоимость оборудования (без насадки) | 1690,48 | табл. 2 + ст. 2 |
| 7 | Монтаж оборудования | 422,62 | 25 % от ст. 6 |
| 8 | Трубопроводы | 169,05 | 10 % от ст. 6 |
| 9 | КИПиА и их монтаж | 169,05 | 10 % от ст. 6 |
| 10 | Спецработы | 169,05 | 10 % от ст. 6 |
| 11 | Суммарная стоимость оборудования ( без насадки) + трансп. – заготовит. Расходы | 1844,16 | ст 4 + ст 6 |
| 12 | всего | 4193,77 | ст 5 + ст 7 + ст 8 + ст 9 +ст 10 |
Основные фонды и капитальные затраты, тыс.руб.
Таблица 9.4
| Наименование элементов затрат | Стоимость основных фондов, тыс. руб. | Внеобъектные затраты, 5 % от основных фондов | Стоимость оборотных средств, 25 % от основных средств | Капитальные
затраты,
тыс. руб. |
| Оборудование, транспортные средства, дорогостоящий инструмент и инвентарь | 4193,77 | 4193,77 | ||
| итого | 4193,77 | 4193,77 |
9.2.Вопросы труда и заработной платы
9.2.1.Определение баланса времени работы рабочего
Таблица 9.5
| Наименование затрат времени | Непрерывное производство, 8-часовая рабочая смена |
| Календарное время | 365 |
| Выходные дни | 91 |
| Праздничные дни | - |
| Номинальный фонд рабочего времени | 274 |
| Невыходы: | |
| отпуск | 24 |
| болезни | 7 |
| декретный отпуск | 2 |
| выполнение гос. и общест. обязанностей | 1 |
| прочие невыходы по разрешению администрации | 1 |
| Время работы одного рабочего, в среднем | 239 |
9.2.2.Определение численности рабочих