Установка брызгоуловителей-туманоосадителей MONSANTO

Ведомость рабочего проекта № п/п Обозначение Наименование
Примечание 1 32788.00.00.00СБ 32840.00.00.00 Установка брызгоуловителя - туманоосадителя “Моnsanto” на 4 т.с. // на 3 т.с. 2. 32762.00.00.00.СБ Брызгоуловитель-туманоосадитель 3 31840-00-КМД 31883-00-КМД Металлоконструкции на 4 т.с. Металлоконструкции на 3 т.с. Введение По технологии сернокислотного цеха газ после контактного отделения проходит две степени абсорбции (олеумный и моногидратный абсорберы) и очистку от брызг серной киллоты в моногидратном брызгоуловителе. После моногидратного брызгоуловителя газ поступает в санитарный коллектор и далее на выхлоп в санитарную трубу. Проект выполнен в связи с тем, что существующие моногидратные брызгоуловители башенного типа с насадкой в виде колец Рашига, не обеспечивают улавливание мелких фракций брызг (до 10мкм) и тумана серной кислоты. Мелкие частицы тумана (крошечные частицы жидкости или растворённых твёрдых веществ, находящихся во взвешенном потоке газа) и брызги кислоты, являются неизбежным продуктом многих производственных процессов. Эти частицы могут вызывать такие проблемы, как коррозия оборудования, образование осадка на теплообменных поверхностях и катализаторах, а также превышение ПДК вредных веществ в атмосфере. Обладая большим удельным весом, они ложатся на поверхность и сжигают лиственный и хвойный покров. Наиболее высокоэффективными по улавливанию тумана являются агрегаты, основанные на принципе фильтрования газового потока через волокнистые материалы. Проект выполнен для замены существующих моногидратных брызгоуловителей с кольцами Рашига на 3-й и 4-й технологических системах сернокислотного цеха на брызгоуловители - туманоосадители с фильтрующими патронами фирмы «Мonsanto». Краткая характеристика района строительства. Расстояние от промышленной площадки завода до жилой застройки города Ревды в юго-восточном направлении составляет 2,5км. В северном направлении на расстоянии 1,5 км расположен г. Первоуральск. Место установки туманоосадителей «Monsanto» расположено в сушильно-абсорбционном отделении 3-й и 4-й технологических систем сернокислотного цеха, в пределах границы промышленной площадки ОАО «СУМЗ». Климат района строительства резко континентальный с продолжительной холодной зимой и жарким летом. Среднегодовая температура воздуха составляет + 0,3оС. Максимальная температура + 380С, минимальная - минус 470С. Среднее количество осадков в год составляет 497 мм, из них в теплый период 383 мм, в холодный – 114 мм. Снежный покров устанавливается в первой декаде ноября и сохраняется до второй декады апреля. Максимальная мощность снежного покрова составляет 44см. В районе строительства преобладают ветра западного и юго-западного направлений. Нормативное значение веса снегового покрова по IV району -1,5 КПа. Нормативное значение ветрового давления по II району - 0,3 КПа. Расчетная температура наружного воздуха - минус 35°С. Технологическая часть
брызгоуловитель туманоосадитель чертеж строительный
Конструктивные решения Рабочие чертежи на установку брызгоуловителя - туманоосадителя разработаны по техническому заданию № 4-42-03. Чертежи на брызгоуловитель-туманоосадитель разработаны на основании эскизов с рекомендуемыми размерами, которые предоставлены фирмой «Моnsanto», разработчиком осадителей тумана. В связи с этим выполняем только несколько проверочных прочностных расчетов. Обвязка брызгоуловителя производится газоходами из нержавеющей стали 12Х18Н10Т диаметром 1120мм. Расчетный срок службы аппарата и трубопроводов - 15 лет. Критическая газовая нагрузка, не более – 55000 нм³/час. Перепад давления на входе и выходе, max - 250 мм. вод. ст. Периодичность замены фильтрующих элементов – 10÷15 лет. Система контроля, автоматики и лабораторного анализа: - автоматический газовый анализ на входе и выходе – не предусмотрен проектом; - автоматическая регулировка газовой нагрузки на брызгоуловитель-туманоосадитель - не предусмотрена проектом; - манометрический режим (перепад давления), степень поглощения газов SO2 и SO3 , контроль нагрузки тумана серной кислоты на входе и выходе из брызгоуловителя -туманоосадителя осуществляются инстру- ментальными замерами и лабораторным анализом по специальному графику лаборантами химанализа (Стандарт предприятия СТП48-0328-0079-89 «Метод определения тумана и брызг серной кислоты»); - инструкция по эксплуатации и обслуживанию брызгоуловителя – туманоосадителя разработана и внесена в технологический регламент.* Монтаж, испытание и приемку трубопроводов в эксплуатацию вести согласно СНиП 3.05.05 – 84 «Технологическое оборудование и технологичес-кие трубопроводы». * - изменения и добавления, выделенные жирным шрифтом, внесены на основании замечаний ООО «Диапромэкс». Описание брызгоуловителя Брызгоуловители-туманоосадители устанавливаются на металлические опоры на отм. +7.750м на открытой площадке в сушильно-абсорбционном отделении между рядов «А»-«Б» на 3-й и 4-й технологических системах. Устанавливаемый брызгоуловитель – аппарат стальной. Основной материал аппарата – нерж. сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72. Диаметр - 3520 мм. Высота брызгоуловителя - 7420мм. Крышка башни конусная с центральным выходом газа (dу 1100). Днище имеет плоскую форму. В нижней части предусмотрены патрубок входа газа и патрубок выхода кислоты. Аппарат предназначен для улавливания брызг и осаждения тумана серной кислоты. В производственных процессах туман может образовываться тремя различ-ными путями: - механическое воздействие может разбивать или распылять жидкость, образуя при этом туман (работа брызгал в абсорбере); - в результате охлаждения струи газа (газ с tº =200º С орошается кислотой с tº =50-60º С); - химическая реакция двух или более газов (кислота + подсос воздуха). Газы, содержащие частицы тумана, направляются горизонтально через волокнистый слой. Частицы собираются на отдельных волокнах слоя, соединяются, образуя жидкие пленки, которые перемещаются через волокнистый слой потоком газа и затем дренируют вниз под действием силы тяжести. Очищенный газ сбрасывается в санитарный коллектор и далее в санитарную трубу.
Отвод осевшей на фильтрующем элементе кислоты обеспечивается гравитационными силами кислоты по вертикальным стенкам фильтрующего элемента. Брызгоуловитель. Исходные данные Рабочая среда – брызги Н2SO4 98% Количество газа – 50000нм3/час
Разряжение в аппарат - 0.1МПа (1.05 кгс/см2). Температура газа - 60˚С Расчет 1. Определяем реальное количество газа: V =; [3] Где: V0 – количество газа при нормальных условиях Т- температура газа Р1- атмосферное давление Р2- давление в аппарате V =м3/час 2. Определяем скорость газа в аппарате = 3. Определяем скорость газа в газоходе = 4. Диаметр штуцера входа и выхода газа принимаем по диаметру газохода. Определяем условия укрепления отверстий. - условие выполняется. (с.499 ) [2] 5.Определяем скорость фильтрации. v = = 0,15м/с. 6. Расчет крышки на прочность. [2 ;4] В связи с изменением конструкции крышки появилась необходимость в проверочном расчете крышки на прочность. Расчет ведем на несущую способность балок, усиленных листом крышки. Расчет, производим из условия испытания аппарата при 1000кг/м2 кг/м2 кг/м2 Длины дуг l1 и l2 являются граничными дугами между ребрами жесткости, определяем из условия, что наружный диаметр крышки Д нар-=3.52м, внутренний диаметр Д вн=1.12м. Количество ребер – 4шт. Определим Rв По схеме 1: RA/ =RB/ =кг По схеме 2: RА/ /=кг M max = R/BX + R//BX – q0X - qx кг/м2 Mmax = 616х0.7 +1319х0.7 – 880х0.7х -230.8х=1085кг м Mmax = 108500кг см Крышка выполнена из стали 12Х18Н10Т. [s] =1740кг/см2 (с.58 ГОСТ 14249-89). Действие нагрузок q1 и q0 на балку приводим к действию равномерно распределенной нагрузки с интенсивностью Максимальный изгибающий момент будет: Для данного случая прогиб балки равен: ΔМ – дополнительный изгибающий момент от «внецентренного» сжатия балки силой Т1. условие прочности балки: [σ] ≥ условие прочности балки: где: W – момент сопротивления сечения – ребро и лист крышки. h1 = 10+0.5=10.5см S1 – площадь сечения листа S2 – площадь сечения ребра жесткости. В – ширина листа в опасном сечении. В=212.5см S1 = 212.5 x1 = 212.5 см2 S2 = 10 x1 = 10 см2 Площадь сечения ребра ². УΣ =17.7+212.5 x2.742 +83.3 +10x2.742=1771.44см4 F = S1 +S2 = 212.5 +10 =222.5см2 σ =≤1740 Архитектурно-строительные решения Рабочие чертежи разработаны на основании: - технического задания № 4-42-03; - технологических чертежей № 32788.03.00.00СБ и 32840.00.00.00; - натурных замеров. Характеристика сооружения. Брызгоуловители–туманоосадители ”Monsanto” устанавливаются на существующем железобетонном перекрытии на отм. +7.750м сушильно-абсорбционного отделения 3-й и 4-й технологических систем.
Сборные железобетонные ребристые плиты не рассчитаны на нагрузку от брызгоуловителя и от опор газоходов, поэтому запроектирована опорная рама ОР1, передающая всю нагрузку на существующие железобетонные монолитные ригели, по осям 8 и 9 под опорную раму выполняется подбетонка.
Опорная рама представляет собой металлическую конструкцию, состоящую из 9-ти основных несущих балок, соединенных между собой второстепенными балками. Под газоход ø 1120мм на отм. 18.020 предусмотрена плоская решет-чатая опора ОП 1 высотой 9750мм. На отм. +13.500 по периметру аппарата выполняется обслуживающая площадка, по периметру крышки выполняется ограждение. С отм. +8.250 на отм. +13.500, с отм. +13.500 на крышку аппарата предусмотрены стремянки с ограждениями. Конструктивные решения Опорная рама запроектирована из швеллеров и двутавров с паралельными гранями полок из стали марки С245. Опора ОП 1 под газоход запроектирована из стали марки С245: стойки – из двутавров с паралельными гранями полок, решетка – из равнобоких уголков. Обслуживающая площадка – из швеллеров и равнобоких уголков. Стремянки и все ограждения – из равнобоких уголков из стали марки С235. Настил площадок – из просечно-вытяжной стали ПВ 406. Антикоррозийная защита Стальные конструкции после изготовления покрыть эмалью ХВ-124 ГОСТ 10144-74 -4 слоя по двум слоям грунтовки ГФ-021 ГОСТ 25129-82. Подбетонку защитить кислотоупорным кирпичом на андезитовой замазке с расшивкой швов замазкой “ Арзамит-5” по двум слоям полиизобутилена на клее № 88. Охрана труда и техника безопасности При замене существующего моногидратнтного брызгоуловителя на брызгоуловитель – туманоосадитель «Мonsanto»: - дополнительный персонал - не требуется (обслуживание производится существующим технологическим персоналом); - дополнительных санитарно-бытовых помещений - не требуется; - условия труда на рабочих местах (запылённость, загазованность, вибрация, шум и др.факторы - не изменяются; - дополнительных мер по охране труда - не требуется. Настоящий проект выполнен в соответствии с действующими нормами и правилами техники безопасности и охраны труда. Строительно-монтажные работы по настоящему проекту производить по специально разработанному ПОРу с соблюдением правил и требований: - СНиП III-4-80 «Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в промышленности»; - СНиП 3.05.05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы»; - РД 03-615-03 «Порядок применения сварочных технологий при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов». При эксплуатации установки необходимо руководствоваться производственными инструкциями, разработанными с учетом правил охраны труда, пожарной безопасности и специфическими условиями данного производства на основании следующих документов: 1. ПБ 03-517-02. «Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов». Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России № 61-А от 18 октября 2002года; 2. ПБ 11-493-02. «Общие правила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств». Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России № 35 от 21 июня 2002года; 3. ПБ 03-585-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов»; 4. ПБ 11-554-03 «Правила безопасности при производстве никеля, меди и кобальта»; 5. ПБ 09-596-03 «Правила безопасности при использовании неорганических жидких кислот и щелочей»; 6. ПОТ РМ-004-97 «Правила по охране труда при использовании химических веществ». Охрана окружающей среды Охрана атмосферного воздуха от загрязнений Установка брызгоуловителей - туманоосадителей кардинально повлияет на уменьшение вредных выхлопов с 3-й и 4-й технологических систем цеха в атмосферу и на улучшение экологической обстановки, так как осадители тумана фирмы «Мonsanto» улавливают практически весь туман из любого газового потока и являются новейшей разработкой в области газоочистного оборудования. Охрана водоемов и почв от загрязнения сточными водами Стоков, загрязняющих окружающую среду, при установке брызгоуловителя – туманоосадителя «Мonsanto» нет, т.к. весь конденсат серной кислоты из отходящих газов по сливному трубопроводу выводится в сборник и в технологический процесс. Исходные данные Проект выполнен на основании задания сернокислотного цеха № 4-42-03. 1. Проектом предусматривается установка брызгоуловителя-туманоосадителя фирмы «Мonsanto». 2. Климатический подрайон 1В. 3. Расчетная температура наружного воздуха - минус 35ºС. 4. Вес снегового покрова по lV району 1.5 КПа. 5. Нормативное значение ветрового давления по II району – 0.3 КПа. 6. Категория по взрывной, взрывопожароопасной и пожарной опасности по ОНТП 26-86 – “Д” 7. Группа производственных процессов по санитарной характеристике по СНиП 2.09.04-87 – “3б 8.Монтаж, испытание трубопроводов вести по СН 527-80 “Инструкция по проектированию технологических стальных трубопроводов до 10МПа” 9. За отметку 0.000 принята отметка пола сушильно-абсорбционного отделения 2-й очереди. Литература 1. ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность». 2. А.А. Лощинский; А.Ф. Толчинский «Основы конструирования и расчета химической аппаратуры» Изд-во «Машиностроение» 1970г. 3. «Справочник сернокислотчика» Под ред. К.А Малина. Изд-во «Химия», 1971г. 4. В.И. Феодосьев «Сопротивление материалов». 1973г.