- ЦПУ, шумоизоляционные кабины - не менее 200 лк;

- на площадках абсорбционных колонн - не менее 50 лк;

- в машинном и контактном отделениях - не менее 75 лк;

е) предельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещений:

- аммиак- не более 20 мг/м3;

- оксидов азота - не более 5 мг/м3.

Кроме индивидуальных противогазов в отделении находится аварийный запас фильтрующих и изолирующих противогазов.

Аварийные противогазы хранятся в аварийных шкафах.

2. Расчетная часть

Исходные данные для материального расчета:

Производительность цеха – 190000 т \ год по моногидрату

Производительность агрегата – 45000 т \год

Концентрация продукционной азотной кислоты (ОСТ 113-03-270-90):

Азотная кислота – 50%

Вода – 50%

Аммиак (ГОСТ 6221-90):

Содержание аммиака, % об. – не менее 99,6 %

Вода – 0,4 %

Степень окисления аммиака – 0,97 %

Степень абсорбции – 0,99 %

Степень использования оборудования – 0,965

Состав аммиачно-воздушной смеси (материальный баланс действующего производства), % (об.):

Аммиак – 11,1

Кислород – 17,9

Азот – 67,8

Вода – 3,2

2.1 Предварительный расчет

2.1.1 Рассчитываем часовую производительность

Пч = П \ 24 * 0,965 * 365 (1.1)

Где П – производительность цеха, т\год;

24 – часов в сутки;

0,965 – коэффициент использования оборудования;

365 – дней в году.

Пч = 190000 \ 24 * 0,965 * 365 = 22,475 т\час = 22475 кг\час

При средней производительности одного агрегата 45000 т\год моногидрата азотной кислоты, количество установок в проектируемом цехе составит:

N = Пч \ Пагр (1.2)

Где Пч – часовая производительность цеха, т\час;

Пагр – средняя произволительность одного агрегата, т\час;

N = 22,475 \ 5,130 = 4,38

Принимаем количество 5 агрегатов.

Для обеспечения заданной производительности нужно взять 5 установок, тогда по моногидрату на 1 установку составит:

П = Пч \ N (1.3)

П = 22,47 \ 5 = 4,5 т\час или 4500 \ 63 = 71,42 кмоль

Где 63 – молекулярная масса азотной кислоты.

2.2 Расчет материального баланса на 1 агрегат в час

Определяем теоретическое количество аммиака, необходимого для получения 4,5 т\час моногидрата азотной кислоты по реакции:

NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O (1)

Так как на получение 1 моль моногидрата азотной кислоты расходуется 1 моль аммиака, то для получения 71,42 кмоль моногидрата соответственно необходимо 71,42 кмоль аммиака.

Расход аммиака с учетом степени окисления и абсорбции окислов азота составит:

С1NH3 = П \ 0,97 * 0,99 (2.1)

Где П – нагрузка по моногидрату на 1 агрегат, кмоль\час;

0,97 – степень окисления аммиака (дольные единицы);

0,99 – степень абсорбции (дольные единицы);

С1NH3 = 5,130 \ 0,97 * 0,99 = 5,342 кг или 5342,08 \ 17 = 314,23 кмоль

Определяем расход сухого воздуха при содержании аммиака в АВС 10,3 % об.

314,23 кмоль аммиака соответствует 10,3 % об.

Х кмоль воздуха соответствует 89,7 % об.

Х1 = 2736,54 кмоль\час воздуха.

Количество водяных паров, вносимых потоком воздуха при среднем содержании 0,2 % об.

2736,54 кмоль воздуха – 98,2 % об.

Х кмоль воды – 0,2 % об.

Х2 = 5,57 кмоль\час водяных паров.

Количество кислорода, поступающего в систему вместе с потоком воздуха.

С1О2 = х1 * 0,21 (2.2)

Где х1 – расход сухого воздуха;

0,21 – содержание кислорода в воздухе.

С1О2 = 2736,54 * 0,21 = 574,67 кмоль \ час

Количество азота, поступающего в систему с потоком воздуха.

С1N2 = х1 * 0,79 (2.3)

Где 0,79 – содержание азота в воздухе.

С1N2 = 2736,54 * 0,79 = 2161,86 кмоль \ час

Таблица 7 – Приход АВС в контактный аппарат.

Состав после окисления аммиака в соответствии с принятой степенью конверсии 97 % рассчитываем по следующим реакциям:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (2)

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O (3)

Определяем количество оксида азота, образовавшегося по реакции (2) в час:

С1NO = С1NH3 * K1 (2.4)

С1NO = 314.23 * 0.97 = 304.803 кмоль \ час

Определяем количество инертного азота, образующегося по реакции (3) в час:

С2N2 = С1NH3 - С1NO \ 2 (2.5)

Где С1NH3 - расход аммиака;

С1NO – количество оксида азота.

С2N2 = 314,23 – 304,803 \ 2 = 4,71 кмоль\ час

Всего инертного газа в газовой смеси после окисления аммиака

С1N2общ = С1N2 + C2N2 (2.6)

Где С1N2 – количество азота;

C2N2 - количество инертного азота.

С1N2общ = 2161,86 + 4,71 = 2166,57 кмоль\час

Образующаяся вода по реакциям, которая находится в паровом состоянии:

8 моль аммиака образуют 12 моль воды

314,23 кмоль аммиака образуют х кмоль воды

Х3 = 471,34 кмоль\час

Определяем количество водяных паров, образовавшихся после окисления аммиака:

С(Н2О)общ. = х1 + х3 (2.7)

С(Н2О)общ. = 5,57 + 471,34 = 476,91 кмоль\час

Количество расходуемого кислорода на окисление аммиака до оксидов азота по реакции (2) в час:

4 моль аммиака требуют 5 моль кислорода

314,23 кмоль аммиака требуют х кмоль кислорода.

Х4 = 392,78 кмоль \ час кислорода.

Количество расходуемого кислорода на окисление аммиака до оксида азота по реакции (3) принимаем 4 % от общего кислорода.

С(О2 – N2) = 0.75 * С1NH3 (1 – ŋК) (2.8)

С(О2 – N2) = 0,75 * 5342,08 * 0,025 = 3,13 кмоль \ час

Общий расход кислорода составит:

С(О2)общ = х4 + С(О2 – N2) (2,9)

С(О2)общ = 392,78 + 3,13 = 395,91 кмоль \ час

Определяем, сколько остается кислорода в газовой смеси после окисления аммиака:

СОСТ. = С1 О2 - С(О2)общ (2.10)

СОСТ. = 574,67 – 395,91 = 178,76 кмоль \ час