Регенерация азотной и серной кислоты (стр. 12 из 19)
Округлим и получаем число болтов 16 шт.
Наружный диаметр фланца
Дф=Дб+(1,8+2,5)dб
Дф=1,15+4,3*0,02=1,24 м
Приведенная нагрузка на фланец при рабочих условиях:
Вспомогательная величина Ф при рабочих условиях (в м2 )
Ф=
Вспомогательная величина А:
- предел текучести материала фланцев при рабочей температуре, =240 
/м2 S – толщина обечайки, соединяемой фланцем, м,
, 
- коэффициенты, определяемые графическим путем =0,99, =9Высоту фланца h определяем по формулам
, м; при 
, 
2,74*10-4 м2
1,13*0,01125 м2 2,74*10-4 м2
0,0127 
Расчет опор аппарата [10]
Толщина ребра:
, где 
- нагрузка на одну опору, в мНк – коэффициент, зависящий от соотношения
; k=0.6, n=4z- количество ребер на опоре принимаем из конструктивных соображений
L – высота опоры, L=0.2 м
=108000 кгс = 10800кг = 1,08мн = 10,79*103кГс 
Высота ламп: L=L/0.5 = 0.2/0.5=0.4 м
Общая длина сварного шва, Lш:
Lш=4(h+
)=4(0.4+0.026)=1.17 мПрочность сварного шва,
, при соблюдении условия: 
LшhшTшс, гдеLш - общая длина сварных швов, м
hш – катет свободного шва, м hш=0,008м
Tшс – допускаемое напряжение материала шва на срез, нм/ м2
Tшс - =100мн/ м2
1,08/4 = 0,27 мн <0,7*1,74*0,008*100=0,97 мн
0,27 мн < 0,97
Условие прочности выполняется.
5. Выбор и обоснование схемы автоматизации производственного процесса
Автоматизированные системы управления – это человекомашинные системы, обеспечивающие автоматический сбор, обработку информации и оптимизацию управления.
АСУТП предназначены для выработки и реализации воздействий на технологический объект управления, в соответствии с принятыми критериями управления с помощью современных средств вычислительной техники.
Технологический объект управления – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по регламенту технологического процесса. Особое значение приобретает АСУТП в потенциально-опасных процессах.
Выделяют 4 группы потенциально-опасных процессов химической технологии:
1. Токсичные вещества и процессы с ними
2. Процессы со взрывоопасными веществами
3. Процессы с большой скоростью реакции
4. Смешанные из 1,2,3
Потенциально-опасные процессы широко применяются процессы нитрования, гидрирования бромирования, магнитоорганического синтеза и др.
Особенности потенциально-опасных производств в том, что они могут протекать в двух режимах:
1. нормальный режим
2. предаварийный режим
Способность переходить из 1-ого режима во 2-ой и отличает потенциально-опасные процессы от других производств.
Предаварийный режим имеет две фазы:
- возможность вернуться к нормальному режиму
- невозможность вернуться к нормальному режиму, так как аварийная ситуация уже неотвратима и наступает аварийное состояние.
Такая специфичность потенциально-опасных производств (ПОП) определяет особые требования к АСУ такими процессами. Нужно иметь такие автоматизированное системы управления, чтобы оно управляло процессом в предаварийном состоянии.
Для этого в АСУ есть система защиты (АСЗ) – автоматическая система защиты. Таким образом, в состав АСУ потенциально-опасных производств входит: АЗС, АСР, АСС, АСК.
АСР – автоматизированная система регулирования. На нее возлагается функция оптимального управления процессом в нормальных режимах.
АЗС – анализ предаварийного состояния и выбор защитных воздействий (если процесс не приходит в нормальный режим, то его надо прекратить).
1. Сброс реакционной массы в аварийный чан.
2. Подача в реактор разбавителя, затормаживающего процесс.
3. Подача жесткого хладагента.
АСК – автоматизированные системы контроля – получение информации о наступлении интересующих событий в управляемом объекте путем подачи световых и звуковых сигналов, особенно необходимо в предаварийном режиме работы.
АСУТП потенциально-опасных процессов может быть выполнено путем соединения четырех автономных этих систем в одно целое или путем соединения вместо АЗС и АСР вводят УВМ – управляющую вычислительную машину, получается АСУ на базе УВМ.
Общие сведения о типовой микропроцессорной системе.
Система предназначена для контроля и управления технологическим процессом непрерывных и полунепрерывных производств. Система позволяет:
1. Сбор и первичную переработку информации
2. Контроль и регулирование
3. Пуск и остановка оборудования и процесса
4. Блокировка и защита оборудования
Микропроцессорная система позволяет осуществить вызов видеопрограмм и информацией о состоянии агрегатов и о текущих значениях параметров процесса.
Информируемая мощность: АСУТП, построенная на базе типовой микропроцессорной системы, оценка общим количеством станций контроля и управления.
Характеристика одной из КАУ: входят непрерывные сигналы до 80, дискретные – до 38,4, выходные сигналы непрерывно до 20, дискретные – 324.
Входные сигналы могут быть:
0-10в; 0-5мА; 0-20мА.
Выходные сигналы: 0-10в, 0-5 мА.
Время выработки регулирующих воздействий – 1 сек.
Погрешность выработки регулируемых воздействий – 1% количество программ, выводимых на экран дисплея – 100. Питание 220В, допускается один отказ за 10 тыс. часов работы.
Технологический процесс регенерации отработанных кислот
Технологический процесс состоит из стадий:
- концентрирования HNO3
- денитрация отработанных кислот
- концентрирование H2SO4
- улов хвостовых нитрозных газов
Процесс непрерывный, все основные аппараты технологической схемы соединены последовательно.
Таблица №20 - название аппаратов и контролируемые параметры
| Аппарат | параметры | ||||
| Темпе-ратура | давление | расход | уровень | концентрация | |
| Напорные баки | + | ||||
| Колонна ГБХ | + | + | + | ||
| Конденсатор | + | ||||
| Холодильник | + | ||||
| Вихревая колонна | + | + | |||
| Топка | + | + | |||
| Абсорбционные башни | + | + | |||
| Нитрозные холодильники | + | ||||
Таблица №21
| Аппарат и параметры | Величина | Вид автоматизации | |||
| регул | сигнал | ||||
| 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | |
| I | Напорные баки | const, 2 м | + | + | |
| Ia | уровень | ||||
| II | Конденсатор | ||||
| IIa | Температура паров азотной кислоты | 60-65 ОС | + | + | |
| III | Холодильник | ||||
| IIIa | Температура подогретой кислоты в зависимости от подачи H2O | 30-35 ОС | + | + | |
| IV | Реактор | ||||
| IVa | Температура подогретой кислоты | + | + | ||
| V | Колонна | ||||
| Va | Температура верха колонны | 84-85 ОС | + | ||
| Vb | Температура пара в общей магистрали | 200-240 ОС | + | ||
| Vc | Давление паров общей магистрали | + | + | ||
| Vd | Концентрированная HNO3 (98%) | + | |||
| Ve | Концентрированная H2SO4 слаб | 70% | + | ||
| VI | Вихревая колонна | ||||
| VIa | Концентрированная H2SO4 креп. | 92 % | + | ||
| VIb | Температура отходящих паров | + | + | ||
| VII | Холодильник H2SO4 | ||||
| VIIa | Температура охлажд. H2SO4 | + | + | ||
| VIII | Топка | ||||
| VIIIa | Соотношение расходов газа и воздуха | + | + | ||
| IX | Абсорбционные колонные | ||||
| IXa | ПДК отходящих газов | + | + | ||
| X | Нитрозные холодильники | ||||
| Xa | Температура слабых кислот | 80 ОС | + | + | |