- CO2 bị hấp thụ 34522,370 55,676 663,457 17,
a. Lượng nhiệt mang vào:
5.3. Chiều cao toàn thỏp:
H=hxt1+hxt2 +hd +l1+l2 +hn m. Trong đú:
hxt1: Chiều cao lớp xỳc tỏc thứ nhất, m.
Chọn chiều cao của lớp xỳc tỏc thứ nhất: 2,5 m. hxt2: chiều cao của lớp xỳc tỏc thứ hai, m.
Chọn chiều cao của lớp xỳc tỏc thứ hai: 3 m. l1: Khoảng cỏch giữa hai lớp xỳc tỏc, chọn l = 0,2 m. l2: Khoảng cỏch giữa giỏ xỳc tỏc và nắp, chọn l2 = 0,2 m. hđ: Chiều cao đỏy, hđ = 1,2 m.
hn: Chiều cao nắp, hn = 0,16 m.
VIII.2. Tớnh toỏn thiết kế lũ Reforming hơi nước:
VIII.2.1. Tớnh đường kớnh ống dẫn khớ vào.
Đường kớnh ống dẫn hỗn hợp khớ vào tớnh theo cụng thức:
tb khi ong W . 785 , 0 V d = Trong đú:
Vkhớ : Lưu lượng thể tớch hỗn hợp khớ vào, (m3/h) Theo bảng VII.14. Vkhớ = 4605,767 m3/h
Wtb : Tốc độ trung bỡnh của khớ, (m/s)
Vỡ hỗn hợp khớ đi vào được nộn nờn chọn Wtb = 15 ữ 25 (m/s). Ta chọn Wtb =20(m/s)
Thay số vào cụng thức ta được:
0,285 .20
0,785.3600 4605,767
dong = = ,m
Quy chuẩn theo bảng XIII-26 [V-416] ta cú dống =300 mm chọn bớch cú kớch thước như sau.
Dy = 300(mm) Dn = 325(mm) Dỳ = 585(mm) DI = 500(mm) D = 445(mm) Bulụng: db = M42 Z = 8(cỏi) h = 36(mm)
VIII.2.2. Tớnh cỏc thụng số của ống Reforming. VIII.2.2.1. Tớnh số ống của thiết bị.
Quỏ trỡnh Reforming sơ cấp chuyển hoỏ khoảng 35% lượng khớ tự nhiờn nờn ta cú lượng khớ thực tế cần chuyển hoỏ là :
V=0,350⋅4605,767=1612,018 m3/h.
Ta chọn cỏch bố trớ ống xỳc tỏc như trong thiết bị truyền nhiệt theo kiểu hỡnh 6 cạnh, ống đứng. Đường kớnh ống phản ứng ( 75ữ150 ,mm), ta chọn 100 ,mm Chiều cao ống lũ (10ữ12) ,m ta chọn 10 (m) Tổng số ống trong lũ: n =3.a.(a +1) + 1 Trong đú: n : là tổng số ống. a : là số ống trờn một cạnh.
b : là số ống trờn đường xuyờn tõm, b = 2.a + 1.
Vỡ chỉ chuyển hoỏ một phần khớ tự nhiờn vào nờn chọn số ống trong khoảng 100ữ200 ống. Tra sổ tay [V-48] ta được :
b =13 ⇒ a = 7.
Từ đú, ta cú: n=3⋅7⋅(7+1)+1=127 (ống). Lượng khớ chuyển hoỏ trong một ống là: 12,693
127 1612,018
Vong = = ,m3/h
Ta dựng xỳc tỏc Ni tẩm trờn chất mang dưới dạng vũng Raschig vỏch dày với đường kớnh và chiều cao 16 (mm), lỗ giữa 6ữ8 (mm).Từ đú dựa vào sổ tay ta chọn xỳc tỏc cú khối lượng riờng xốp [V-193]
ρx =420 ,Kg/m3 Khối lượng xỳc tỏc : 4 ρ 0,3) (H d π m x 2 ong xt ⋅ − ⋅ ⋅ = Trong đú: dong: Đường kớnh ống phản ứng ,m H: Chiều cao ống phản ứng ,m
0,3: Khoảng chừa ra để hàn giỏ đỡ xỳc tỏc (m) mxt: Khối lượng xỳc tỏc cần trong mỗi ống (kg)
32,000 4 1 420 0,3) (10 (0,1) 3,14 m 2 xt = ì ì − ì ì = ,kg
Hệ số tỷ lệ giữa lưu lượng khớ nguyờn liệu trờn mxt là: ε Vm 32,00012,693 0,397
xt
ong = =
=
Do thiết bị làm việc ở ỏp suất P=4 MPa, nhiệt độ t =1000 0C và chịu sự ăn mũn của cỏc oxit axit nờn chọn vật liệu làm ống là CT3 ứng với chiều dày trong khoảng 11ữ18 (mm), chọn 15 (mm).
Đường kớnh thiết bị Reforming xỏc định theo cụng thức: D=t⋅(b−1)+4⋅d ,m
Với: d: là đường kớnh ngoài của ống reforming dong=0,13 (m). t: bước ống, chọn t =1,4.d.
D=1,4⋅0,130⋅(13−1)+4⋅0,13=2,704 ,m Quy chuẩn theo bảng XIII-6 [V-359], Dt = 3 ,m
VIII.2.2.2. Tớnh chiều dày thõn thiết bị:
Thiết bị làm việc ở ỏp suất 40 atm và nhiệt độ trung bỡnh 1000 0C. Chiều dày thõn thỏp hỡnh trụ làm việc chịu ỏp suất trong Pt được tớnh như sau:
2 [ ]σ P C P D S t t t⋅ − + ⋅ ⋅ = ϕ m
Tớnh toỏn tương tự như ở thiết bị tổng hợp NH3 ta tớnh được S = 50 mm.
Nắp và đỏy thiết bị dạng elip cú cựng một kớch thước, cú chiều dàyđược chọn theo đường kớnh trong của thiết bị. Nắp và đỏy đều cú lỗ đường kớnh 350(mm), hàn từ hai nửa tấm, cú ϕ=0,95 , [ ]σ =146,000⋅106(N/m2),
P=4.106(N/m2).
Theo bảng XIII-10 [V-382] cú hb=1000 (mm) Chọn đỏy và nắp thiết bị cú kớch thước như sau: Dt = 4000 (mm)
S = 60 (mm) hb = 1000 (mm) h = 60 (mm)
VIII.3. Tớnh toỏn thiết kế lũ Reforming tự nhiệt:
VIII.3.1.Tớnh đường kớnh ống dẫn nguyờn liệu vào:
Đường kớnh ống dẫn được tớnh theo cụng thức [V-369]
ω = . 785 , 0 V dt (m) Trong đú: :
ω Tốc độ trung bỡnh của khớ đi trong ống, (m/s). Giỏ trị ω thường lấy ω = 25 m/s. V: Lưu lượng thể tớch, (m3/s). Theo bảng VII.15. ta cú V = 10963,848 m3/h. Do vậy: 0,393 25 3600 0,785 10963,848 d= ⋅ ⋅ = m. Qui chuẩn d = 400 mm.
VIII.3.2. Đường kớnh ống dẫn sản phẩm ra:
Chọn d = 400 mm.
VIII.3.3. Tớnh đường kớnh trung bỡnh của lũ:
t
D
b
h h
Vỡ thời gian lưu của tỏc nhõn trong thiết bị rất ngắn ( bộ hơn 10s ) nờn chọn: τl u =4(s)
Từ đú suy ra thể tớch khụng gian trống của lũ là: 12,180 4 ,045 3 .τ V Vtrống = T′ l u = ⋅ = ,m3 Lượng khớ chuyển hoỏ của lũ này là:
V=10963,848⋅0,985=10799,390 ,m3/h
Suy ra lượng chất xỳc tỏc cần ở đõy là:
mxt = Vε =10799,3900,397 =27202,494 kg Ta cú: 3 x xt xt 64,678 ,m 420 27202,494 ρ m V = = = Tổng thể tớch lũ: 76,858 ,678 12,180 V V Vlò = trống+ xt = +64 = ,m3
Chọn chiều cao của lũ 10 (m)
Vậy đường kớnh trung bỡnh của lũ là: 3,129
π.10 4.76,858
D= = ,m
Ta chọn được đường kớnh của lũ là D = 3200 ,(mm) Chiều cao của lớp xỳc tỏc sẽ là:
8,046 ( )3,14.3,2 3,14.3,2
4.64,678
phần III. XÂYdựNG
VIII.1. Chọn địa điểm xõy dựng:
Địa điểm xõy dựng của cỏc nhà mỏy núi chung và của một nhà mỏy hoỏ chất núi riờng cú ảnh hưởng lớn đến sự hoạt động của nú. Chớnh vỡ vậy việc chọn địa điểm xõy dựng cho một nhà mỏy là rất quan trọng.
VIII.1.1. Cỏc yờu cầu chung.
Nhà mỏy muốn hoạt động được cần phải cú đủ nguyờn vật liệu, năng lượng, ...do đú yờu cầu đầu tiờn đối với địa điểm xõy dựng là phải gần nơi cú nguyờn liệu hoặc phải thuận tiện cho việc cung cấp nguyờn liệu, năng lượng, nước, ...
Thứ hai là phải chỳ ý đến khả năng cung ứng nhõn cụng trong quỏ trỡnh xõy dựng nhà mỏy cũng như vận hành của nhà mỏy sau này. Do vậy trong quỏ trỡnh thiết kế, cần chỳ ý xỏc định số cụng nhõn của nhà mỏy và khả năng cung cấp nhõn cụng ở địa phương, ngoài ra cần tớnh đến khả năng cung cấp nhõn cụng ở cỏc địa phương lõn cận trong quỏ trỡnh đụ thị hoỏ.
Tiếp đến phải thuận tiện trong việc giao thụng vận chuyển nguyờn liệu sản phẩm, đảm bảo mối liờn hệ tốt với cỏc nhà mỏy cú liờn quan. Cú như vậy mới đảm bảo hoạt động liờn tục của nhà mỏy.
Địa điểm xõy dựng phải gần nguồn cung cấp vật liệu xõy dựng. Cần nghiờn cứu khả năng cung cấp nguyờn vật liệu xõy dựng của địa phương để chọn phương ỏn thiết kế nhà mỏy cho thớch hợp, đở phải vận chưyển vật liệu xõy dựng từ xa đến, tiết kiệm được vốn đần tư xõy dựng cơ bản.
Bờn cạnh đú địa điểm xõy dựng cần phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
VIII.1.2. Cỏc yờu cầu về kỹ thuật xõy dựng:
*Về địa hỡnh:
- Khu đất phải cao rỏo, trỏnh ngập lụt trong mựa mưa lũ, cú mức nước ngầm thấp tạo điều kiện thuận lợi cho việc thỏo nước thải và nước mưa dễ dàng.
- Khu đất phải tương đối bằng phẳng, cú độ dốc thoỏt nước tốt nhất là I = 0,5 ữ 1% để hạn chế tối đa kinh phớ cho việc san lấp mặt bằng.
* Về địa chất:
- Khu đất khụng được nằm trờn vựng cú mỏ khoỏng sản hoặc địa chất khụng ổn định (như hiện tượng động đất, xúi mũn đất, hiện tượng cỏt chảy...)
- Cường độ khu đất xõy dựng là 1,5 ữ 2,5 kg/cm3. Nờn xõy dựng trờn đất sột, sột pha cỏt, đất đỏ ong, đất đồi, ... để giảm tối đa chi phớ gia cụng nền múng của cỏc hạng mục cụng trỡnh nhất là cỏc hạng mục cụng trỡnh tải trọng bản thõn và tải trọng động lớn.
VIII.1.3. Cỏc yờu cầu về mụi trường và vệ sinh cụng nghiệp.
Khi địa điểm xõy dựng nhà mỏy được chọn, cần xột đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dõn cư đụ thị và khu cụng nghiệp. Bởi vỡ, trong quỏ trỡnh sản xuất của nhà mỏy khụng trỏnh khỏi việc thải ra cỏc chất độc hại như: khớ độc, nước bẩn, khúi bụi, tiếng ồn, ... hoặc cỏc yếu tố bất lợi khỏc như: hiện tượng dễ chỏy nổ, ụ nhiễm moi trường, ...
Địa điểm xõy dựng nhà mỏy phải thoả món cỏc yờu cầu quy phạm, quy định về bảo vệ mụi trường, vệ sinh cụng nghiệp. Chỳ ý khoảng cỏch bảo vệ, vệ sinh cụng nghiệp. Tuyệt đối khụng được xõy dựng cỏc cụng trỡnh cụng cộng hoặc cụng viờn. Phải trồng cõy xanh để hạn chế tỏc hại do khu cụng nghiệp gõy nờn.
Vị trớ xõy dựng nhà mỏy thường cuối hướng giú chủ đạo, nguồn nước thải của nhà mỏy phải được xử lý.
Ngoài ra địa điểm xõy dựng cần phải gần nơi tiờu thụ sản phẩm, thuận lợi cho việc cung cấp nhõn cụng và đảm bảo về mặt an ninh quốc phũng.
Túm lại, chọn địa điểm xõy dựng nhà mỏy là một cụng tỏc quan trọng phức tạp đũi hỏi tổng hợp cỏc kiến thức chung của nhiều ngành. Cụng tỏc chọn địa điểm xõy dựng cần cú sự tham gia của cỏc kiến trỳc sư, kĩ sư xõy dựng, địa chất, kinh tế, kĩ sư cụng nghệ và cỏc ngành cú liờn quan.
Trờn cơ sở những yờu cầu đặt ra em chọn địa điểm xõy dựng phõn xưởng sản xuất NH3 tại khu cụng nghiệp Dinh Cố (Bà rịa – Vũng Tàu ). Đõy là một khu cụng nghiệp lớn, vấn đề giao thụng khỏ thuận tiện, gần vựng nguyờn liệu khớ tự nhiờn.
VIII.2. Nguyờn tắc thiết kế mặt bằng nhà mỏy:
Trong bản đũ ỏn này thiết kế mặt bằng nhà mỏy theo nguyờn tắc phõn vựng.
VIII.2.1. Vựng cạnh nhà mỏy
Nơi bố trớ cỏc nhà hành chớnh quản lý, nhà phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, nhà gữi xe, ... Đối với cỏc nhà mỏy cú quy mụ nhỏ mức độ hợp khối lớn.
Vựng trước nhà mỏy hầu như dành riờng cho cỏc bói đỗ xe, bản tin, và cõy xanh cảnh quan. Diện tớch vựng này cú thể chiếm 4 ữ 20% diện tớch toàn nhà mỏy.
VIII.2.2. Vựng sản suất.
Nơi bố trớ cỏc nhà và dõy chuyền sản suất chớnh của nhà mỏy như cỏc phõn xưởng sản xuất chớnh, phụ, sản xuất phụ trợ, ... Tuỳ theo đặc điểm sản xuất của nhà mỏy mà cỏc khu này cú thể chiếm từ 22 ữ 25% diện tớch của nhà mỏy. Đõy là vựng quan trong nhất của nhà mỏy, nờn khi bố trớ cần chỳ ý một số điểm sau:
- Khu đất được ưu tiờn về điều kiện địa hỡnh, địa chất cũng như về hướng.
- Cỏc nhà sản xuất chớnh, phụ, phụ trợ cú nhiều cụng nhõn nờn bố trớ gần phớa cổng hoặc gần phớa trục giao thụng chớnh của nhà mỏy và đặc biệt ưu tiờn về hướng.
- Cỏc phõn xưởng trong quỏ trỡnh sản xuất sẽ gõy ra tiếng động xấu như: Tiếng ồn lớn, lượng bụi, nhiệt thải ra hoặc cú nhiều sự cố (dễ chỏy nổ hoặc rũ rỉ hoỏ chất) nờn đặt ở cuối hướng giú và luụn tuõn thủ chặt chẽ cỏc qui đinh về an toàn và vệ sinh cụng nghiệp.
VIII.2.3. Cỏc cụng trỡnh phụ:
Là nơi đặt cỏc nhà và cỏc cụng trỡnh cựng cấp điện , nước, xử lý nước thải và cỏc cụng trỡnh bảo quản khỏc. Tuỳ theo mức độ của cụng nghiệp yờu cầu mà vựng này cú diện tớch khoảng 14 ữ 28% diện tớch nhà mỏy.
Khi bố trớ cỏc cụng trỡnh này thỡ cần chỳ ý: Tận dụng cỏc khu đất khụng cú lợi cho hướng giú hoặc trục giao thụng để bố trớ cỏc cụng trỡnh phụ, cỏc cụng trỡnh thải ra nhiều bụi và chất thải bất lợi đều phải bố trớ cuối hướng giú chủ đạo.
VIII.2.4. Vựng kho tàng và phục vụ giao thụng:
Trờn đú bố trớ cỏc hệ thống kho tàng bến bói, cỏc cầu bốc dỡ hàng hoỏ, sõn ga, ... Tuỳ theo đặc điểm và qui mụ sản xuất, vựng này thường chiếm 23 ữ 37% diện tớch nhà mỏy, khi bố trớ cần chỳ ý sao cho thuận lợi cho việc đi lại để thao tỏc xuất nhập nguyờn liệu, sản phẩm được dễ dàng. Đồng thời hệ thống kho tàng nờn gắn liền với bộ phận sản xuất. Do vậy nờn bố trớ hệ thống kho tàng ngay trong khu vực sản xuất.
III.25. Cỏc hạng mục cụng trỡnh: TT Tờn cụng trỡnh Kớch thước Số lượng Chiều rộng Chiều dài DT ,m2 1 Nhà hành chớnh 12 24 288 2 tầng 2 Hội trường 12 24 288 1 3 Căn tin 9 12 108 1 4 Nhà để xe đạp, xe mỏy 9 12 108 1 5 Nhà để ụtụ 9 18 162 1 6 Phũng thường trực 5 10 50 1 7 Phũng bảo vệ 4 6 24 1 8 Phũng thớ nghiệm 10 15 150 1 9 Phõn xưởng cơ khớ 10 15 150 1 10 Nhà sản xuất chớnh 30 50 1500 1 11 Nhà sản xuất phụ trợ 20 30 600 1 12 Nhà sản xuất khớ tổng hợp 30 50 1500 1 13 Bể chứa sản phẩm 15 25 375 1
14 Bể chưa nguyờn liệu 15 25 375 1
15 Trạm điện 9 12 108 1 16 Bộ phận cứu hoả 9 12 108 1 17 Phõn xưởng nước 15 25 375 1 18 Trạm xử lý nước 15 25 375 1 19 Nhà vệ sinh 9 12 108 1 20 ống khúi 5 5 25 1 21 Khu đất dự trữ 30 120 3600 1 Tổng cộng 10487
Tổng nhõn viờn nhà mỏy khoảng 100 người, trong đú cụng nhõn tực tiếp tham gia sản xuất là50 người. Nhà mỏy hoạt động liờn tục 24/24 h, chia làm 3 ca, mỗi ca hơn 20 người làm việc. Trong đú phõn xưởng sản xuất khoảng 15 người.
Nhà mỏy sản xuất NH3 đi từ nguyờn liệu khớ tự nhiờn, năng suất 200.000 tấn/năm.
Diện tớch tổng mặt bằng nhà mỏy: 30.000 m2.
Diện tớch chiếm đất trờn mặt bằng của cỏc đường ống kỹ thuật, cỏc khu đất trồng cõy xanh và đường đi trong tổng mặt bằng là: 8500 m2.
Hệ số xõy dựng: 100 34,960% 30000 10487 Kxd = ⋅ = . Hệ số sử dụng: 100 63,290 30000 8500 10487 Ksd = + ⋅ = %.
Phần IV: