VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Цель работы: в производстве кальцинированной соды в отделении абсорбции предложить заменить в абсорбционной колонне колпачковые тарелки на тарелки трубно – решетчатого типа.

Задачи:

1. Рассмотреть возможность замены тарелок в отделении абсорбции.

2. Рассмотреть преимущества и недостатки трубно – решетчатых терелок.

Актуальность:

Большинство содовых предприятий уже перешли к использованию трубно – решетчатых тарелок, так как они более просты по конструкции, чем колпачковые тарелки, что облегчает ремонт, чистку, изготовление и монтаж тарелок.

Введение:

ОАО «БСК» - одно из самых крупнейших предприятий химической промышленности в России, объединяющие производства, выпускающие более 100 наименований продукта. Более 60% российской кальцинированной соды производится в Стерлитамаке. Высокий процент производства позволяет поставлять продукцию по всей России, а так же экспортировать ее за рубеж.

На международный рынок поставляется: кальцинированная сода, соли бария, белая сажа и бикарбонат натрия.

Кальцинированная техническая сода (Na₂CO₃) – представляет собой белый кристаллический порошок. Выпускается также специальный сорт соды – так называемая «тяжелая» сода. Кальцинированную соду выпускают двух марок: марка А (гранулированная) и марка Б (порошкообразная).

Карбонат натрия широко применяется во многих отраслях промышленности. Кальцинированная сода используется в производстве стекла всех видов, в черной и цветной металлургии, в медицинской промышленности, для производства синтетических моющих средств и жирных кислот, в производстве фосфорных, натриевых солей, целлюлозно – бумажной, анилинокрасочной, лакокрасочной, нефтяной и химической промышленностях.

Отделение абсорбции (получение аммонизированного рассола).

Процесс получения аммонизированного рассола является одной из стадий получения кальцинированной соды аммиачным методом. Обычно процесс осуществляют путем насыщения рассола - водного раствора хлорида натрия - парогазовой смесью, поступающей из отделения дистилляции и содержащей аммиак и углекислый газ. Как правило, предварительно рассол пропускают через промыватели воздуха фильтров, газа абсорбции и газа колонн, в результате чего получают слабо аммонизированный рассол, который подают на взаимодействие с газами дистилляции. Аммонизированный рассол, полученный взаимодействием рассола и газов дистилляции, в дальнейшем направляют на стадию карбонизации для осаждения бикарбоната натрия.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ получения аммонизированного рассола, включающий насыщение рассола аммиаком и диоксидом углерода из парогазовой смеси в абсорбционной колонне с противоточными трубно-решетчатыми и решетчатыми контактными элементами.

Проблема:

Колпачковые тарелки сложны по устройству и металлоемки, что усложняет их чистку, ремонт и изготовление.

Для решения данной проблемы предлагаем заменить колпачковые тарелки на тарелки трубно – решетчатого типа.

Решетчатые тарелки широко применяют в аппаратах нефтехимических производств, предназначенных для особо коррозийных сред; в этих случаях для изготовления тарелок используют специальное стекло или другие неметаллические материалы, устойчивые против коррозии. Одной из разновидностей решетчатых тарелок являютсятрубчато-решетчатые тарелки, у которых решетка собирается из навитых в плоскую спираль труб диаметром 16 / 22 мм, по которым можно осуществлять подвод или отвод тепла.

Сравнение результатов работы решетчатых, дырчатых и других провальных тарелок показывает, что трубчато-решетчатые тарелки обладают высокой производительностью благодаря хорошим аэродинамическим характеристикам и наличию большого свободного сечения, низким гидравлическим сопротивлением и имеют преимущество в простоте устройства.

Интенсификация процесса абсорбции на противоточных трубно – решетчатых контактных элементах по сравнению с общепринятыми в содовой промышленности колпачковыми тарелками и трубчатыми холодильниками достигается за счет дополнительного развития поверхности контакта фаз и дополнительной турбулизации межфазной поверхности в результате снижения равновесных давлений компонентов.

Противоточный абсорбер представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат внутренним диаметром 2,8 м и высотой 19,8 м, верхняя часть которого противоточными решетчатыми тарелками со свободным сечением 0,15-0,25 м²/м² (15-25% свободного сечения и одной перераспределительной тарелкой.

Рисунок 1 - абсорбер с трубно – решетчатыми тарелками.

Рисунок 2 – трубно – решетчатые тарелки

Достоинством этих тарелок, по сравнению с другими тарелками, является более широкий диапазон нагрузок по газу и жидкости, при которых они работают достаточно устойчиво.

Таблица 1 – Сравнительная характеристика тарелок

Параметры	Колпачковые тарелки	Трубчато – решетчатые тарелки
1	2	3
Производительность (по кальцинированной соде), т/сут	600	900
Диаметр, м	2,8	2,8
Высота, м	20,7	19,8
Содержание СО3-2 после абсорбера, н.д	36-38	31-41

Таким образом, после проведения сравнительной характеристики можно убедится, что замена колпачковых тарелок на тарелки трубно – решетчатого типа позволит увеличить производительность, облегчить чистку, ремонт и монтаж тарелок в отделении абсорбции производства кальцинированной соды.

Код для цитирования: Скопировать