Дослідження процесу випарювання їдкого калію, аналіз його виробництва

                          ЗМІСТ

Вступ……………………………………………………………………….……4

1.  Короткий аналітичний огляд літературних джерел з питань енергозбереження……………………………….…………………………..5

1.1 Одержання КОН……………………………..…………………………5

     1.2 Властивості і застосування КОН………………………………………5

     1.3 Основні області споживання…………………………………………..7

     1.4 Особливості і тенденції технологій виробництва ………..………….8

     1.5 Ресурсозбереження…………………….………………………………9

     1.6 Пінч-аналіз……………………………………………………………...13

2.       Опис технологічної схеми випарної установки…………….................11

      2.1 Технічна схема випарної установки…………………………………..11

      2.2 Вибір випарних апаратів………………………………………………12

3.       Розрахунок матеріальних та теплових балансів………………………14

      3.1 Розрахунок концентрації розчину……………………………………14

      3.2 Визначення температур кипіння розчину……………………………15

      3.4 Розрахунок корисної різниці температур……………………………16

      3.5 Визначення теплового навантаження………………………………..21

      3.6 Вибір конструкціоного матеріалу……………………………………25

      3.7 Розрахунок коефіцієнтів теплопередачі…………………………….25

      3.8 Розподіл корисної різниці температур………………………………29

      3.9 Розрахунок теплообмінного обладнання після проведення інтеграції

4.Проектування  мережі теплообмінників виробництва з максимальною     30

рекуперацією енергії (пінч-аналіз) ……………………………….…………..37

      4.1. Потокові данні технологічної схеми………………………………….37

      4.2. Каскадний метод……………………………………………………….39

      4.3. Сіткова діаграма……………………………………………………….44

          4.3.1 Підсистема вище пінча…………………………………………….45

          4.3.2 Підсистема нижче пінча…………………………………………...49

5. Основні рішення з автоматизації…………………………………………...53

      5.1 Сучасні технічні засоби локальних АСР……………………………..53

      5.2 Вибір каналів регулювання і контролю ……………………………..57

      5.3 Вибір технічних засобів……………………………………………….57

      5.4 Опис функціональної схеми автоматизації…………………………..58

6. Економічне обґрунтування прийнятих технічних рішень………………...59

      6.1. Обґрунтування необхідності розробки……………………………….62

      6.2. Розрахунок річної економії підприємства……………………………62

      6.3 Розрахунок капітальних витрат підприємства………………………..64

      6.4 Розрахунок річних експлуатаційних витрат………………………….64

      6.5 Фінансові результати впровадження проекту та показники       економічної ефективності…………………………………………………………….65

7. Охорона праці та навколишнього середовища…………………………….68

      7.1 Загальна характеристика проведення технологічного процесу…………68

          7.1.1. Охорона праці………………………………………………………..68

        7.1.2. Аналіз небезпечних та шкідливих виробничих факторів…………..69

        7.1.3. Метрологічні умови………………………………………………...69

        7.1.4. Освітлення…………………………………………………………..46

        7.1.5. Шум………………………………………………………………….46

        7.1.6. Пожежна безпека…………………………………………………...46

             7.1.7. Системи протипожежного захисту………………………………..46

             7.1.8. Охорона навколишнього середовища…………………………….46

Висновок…………………………………………………………………………...50

Облік літератури…………………………………………………………………...51

Додаток А…………………………………………………………………………..77

ВСТУП

У хімічній промисловості для концентрування розчинів нелетучих та мало летучих речовин  або кристалізації мінеральних солей широко використовується процес випарювання. Найбільш підходе для цього використання багатокорпусної випарного апарату безперервної дії. Він складається із кілька корпусів, в яких вторинний пар попереднього корпусу використовується як гріючий пар для наступного корпусу. В цих апаратах первинним паром обігрівається лише перший корпус. У багатокорпусних випарних апаратах ми достигли великої економії  гріючого пару  у зрівнянні з однокорпусними апаратами тієї же потужності.

Зменшення питомих енерговитрат при виробництві єдкого калію позитивно діє не тільки на конкурентоздатність виробника, але й на зовнішнє середовище внаслідок зменшення викидів шкідливих речовин та емісії парникових газів.

У цій роботі ми розглянемо процес випарювання їдкого калію, зробимо докладний аналіз виробництва, знайдемо оптимальні розрахунки та автоматизацію цього процесу.

1 КОРОТКИЙ АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ З ПИТАНЬ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

1.1 Одержання КОН

У промисловості гідроксид калію одержують електролізом хлористого калію. Особливістю технологічного оформлення виробництва гі дроксида калію є той факт, що на аналогічних установках електролізу можна випускати як їдкий калій, так і каустичну соду. Це дозволяє виробникам без істотних капіталовкладень переходити на виробництво гидроксида калію замість каустичної соди, виробництво якої не настільки рентабельно, а збут в останні роки ускладнюється. При цьому у випадку змін на ринку можливий безболісний переклад електролізеров на виробництво раніше, що випускався продукту.

1.2  Гідроксид калію: властивості і застосування

Гідроксид калію (панцира. Potassium hydroxide, «калієвий луг») - KOH. Тривіальні назви: їдке калі, каустичний поташ, а також гідрат окису калію, гідроокис калію, гідроксид калію, калі їдке.