Разработка ЭХТС на основе производства аммиака

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Ангарский государственный технический университет»

Кафедра «Машины и аппараты химических производств »

Курсовая работа

По дисциплине: «Техническая термодинамика и теплотехника»

Тема: «Разработка ЭХТС на основе производства аммиака»

Вариант № 1

Выполнил:

Студент группы ТМ-14-1

Антоненко И.Ю.

Проверил:

ст. преподаватель

Набока В.В.

Ангарск, 2016

Содержание

Задание        3

Введение        4

1. Разработка ЭХТС        5
2. Краткое описание технологической схемы производства аммиака        6
3. Расчет цикла паросиловой установки        8

1.  Исходные данные        8
2.  Расчет параметров рабочего тела в характерных точках цикла        8
3.  Расчет КПД паросиловой установки        11
4.  Эксергетический анализ паросиловой установки.        13

1. Расчет сопла Лаваля        16
2. Расчет теоретической температуры горения        19

Приложение 1. is – диаграмма        27

Приложение 2. Сопло Лаваля        28

Приложение 3. It – диаграмма        29

Список литературы        30

Введение

Химическая  технология – одна  из  самых  энергоемких  отраслей промышленности. Однако только 35 % энергии, потребляемой химическим производством, расходуется рационально. Остальные 65 % составляют потери. Это положение требует разработки научно обоснованной теории энергосбережения.

В простейшем случае вторичные тепловые ресурсы химического производства используются для отопления производственных помещений, выработки технологического пара. Тепловую и электрическую энергию  на  химическом  производстве  призваны  экономить  также энергохимикотехнологические системы (ЭХТС), в которых энергетическое оборудование совмещено с химическим оборудованием. В связи с этим приобретают актуальность термодинамические (энергетические и эксергетические) методы анализа ЭХТС. Они позволяют выявить аппараты, в которых имеют место большие потери энергии (работоспособности рабочего тела). Кроме того, термодинамический анализ дает рекомендации по разработке способов снижения  энергетических потерь.

1. Разработка энергохимикотехнологической системы (ЭХТС)

Энергохимикотехнологическая система (ЭХТС) – это установка, в которой технологическое оборудование (например, реакторы) совмещено с энергетическим оборудованием (турбиной). ЭХТС предназначены для экономии тепловой и электрической энергии на химическом производстве. На рис. 1. приведена принципиальная схема энергетического узла ЭХТС. Высокотемпературные реакционные газы отдают теплоту воде в котле-утилизаторе 1. Перегретый пар поступает на турбину 2, где его внутренняя энергия превращается сначала в механическую, а затем, в электрогенераторе 3 – в электрическую. Отработавший пар поступает в конденсатор 4, после чего конденсированная вода насосом 5 нагнетается в котел-утилизатор 1.

[pic 1]

Рис. 1. Энергетический узел ЭХТС: 1 – котел утилизатор; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – конденсатор; 5 – насос.

1. Краткое описание технологической схемы производства аммиака

На рис. 2 приведена технологическая схема производства аммиака при среднем давлении. Режим ее работы характеризуется следующими  параметрами: температура  контакта 450 – 550 0С, давление 32 МПа.

[pic 2]

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема производства аммиака:

1 – колонна синтеза; 2 – водяной конденсатор; 3 – смеситель свежей АВС и циркуляционного газа; 4 – конденсационная колонна; 5 –  газоотделитель; 6 – испаритель жидкого аммиака; 7 – теплообменник (котел – утилизатор); 8 – компрессор.