Курсовая с практикой на тему Система автоматизации производства сухого хлористого водорода — манометр

Содержание:

Список используемых сокращений 3
Введение 4
1. Исследование технологического процесса производства сухого хлористого водорода 6
1.1 Особенности технологического процесса производства сухого хлористого водорода 7
1.2 Анализ применяемого оборудования 9
1.3 Анализ системы автоматизации сухого хлористого водорода 11
2. Обоснование и выбор технических средств автоматизации производства сухого хлористого водорода 16
2.1 Анализ классификации и обоснование выбора манометров 16
2.2 Выбор логического контроллера системы автоматизации 19
2.3 Выбор иных необходимых технических средств 25
3. Разработка структуры системы автоматизации производства сухого хлористого водорода 29
4. Расчет системы автоматизации производства 39
5. Модернизация системы автоматизации производства сухого хлористого водорода 48
Заключение 49
Список используемых источников 51

Введение:

Автоматизация производственных процессов – это основа технического прогресса во всех сферах промышленности. Именно внедрение автоматизиро-ванных систем в совокупности с новыми технологиями способно значительно увеличить производительность и качество функционирования производствен-ных объектов.
Комплексная автоматизация с применением автоматизированных систем, с широким использованием вычислительной техники существенно повышает производительность труда, снижает вероятности возникновения аварийных ситуаций. Благодаря автоматизации ликвидируется необходимость выполне-ния человеком однообразных, утомительных операций. Труд становится более интеллектуальным и интересным. В автоматизированном процессе производ-ства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием [3].
Тема настоящей курсовой работы – «Система автоматизации производ-ства сухого хлористого водорода».
Цель курсовой работы – разработка проектного решения по автомати-зации технологического процесса производства сухого хлористого водорода.
Исходя из темы и цели курсовой работы в процессе ее выполнения, необходимо решить следующие задачи:
– исследовать технологический процесс производства сухого хлористого водорода и применяемое технологическое оборудование;
– произвести анализ классификации и обоснование выбора манометров для системы автоматизации;
– разработать структуру системы автоматизации производства сухого хлористого водорода;
– произвести расчет системы автоматизации производства.

Объект исследования — автоматизированная система управления техноло-гическим процессом производства сухого хлористого водорода.
Предмет исследования – поиск оптимальных подходов в процессе разра-ботки автоматизированных систем управления производственным оборудова-нием.
Методы исследования, применяемые в процессе работы:
— метод сравнения;
— метод анализа;
— изучение теоретических аспектов рассматриваемой тематики;
— разработка практических рекомендаций.
Практическая значимость курсовой работы – конечный результат рабо-ты позволит организовать на исследуемом технологическом объекте опти-мальную систему автоматизации, которая обеспечит безопасность технологи-ческого процесса и позволит сэкономить материальные ресурсы.
Теоретическая значимость курсовой работы – в ходе выполнения работы предполагается получить значительный объем теоретических и практических навыков, которые будут необходимы в процессе дальнейшей трудовой дея-тельности по специальности.

Заключение:

В данной курсовой работе была разработана система автоматизации производства сухого хлористого водорода.
Автоматизация технологических процессов – это основа повышения эф-фективности производства во всех сферах деятельности. Именно внедрение ав-томатизированных систем в совокупности с новыми технологиями способно значительно увеличить производительность и качество труда.
Система контролирует производство сухого хлористого водорода. Все параметры отображаются на дисплее, передаются и обрабатываются в компь-ютере промышленного исполнения.
В ходе выполнения данной работы была изучена литературы, описыва-ющая работу устройств по измерению, поддержанию и регулированию пара-метров технологического процесса производства сухого хлористого водорода. Были рассмотрены доступные на рынке устройства, необходимые для органи-зации системы автоматизации.
Были получены практические навыки работы с программами для моде-лирования и проектирования электронных схем, с микроконтроллером и пе-риферийными электронными компонентами.
Был разработан алгоритм работы системы автоматизации производства сухого хлористого водорода.
По завершению работы получены следующие результаты:
— произведен литературный обзор исследуемой тематики;
— произведено исследование технологического процесса производства сухого хлористого водорода;
— проанализировано применяемое технологическое оборудование;
— произведен анализ классификации и обоснование выбора манометров, выбор логического контроллера системы автоматизации;
— разработана структура системы автоматизации производства сухого хлористого водорода и произведены необходимые технические расчеты.
По завершению написания выпускной квалификационной работы необ-ходимо отметить, что все поставленные задачи были выполнены, цель работы в полной мере достигнута.

Фрагмент текста работы:

Хлористый водород — это бесцветный газ, имеющий температуру кипе-ния -85 °С. Хлористый водород очень хорошо растворяется в воде, причем растворимость его сильно зависит от температуры. Соляная кислота представ-ляет собой раствор хлористого водорода в воде.
Хлористый водород является побочным продуктом и в ряде процессов неорганической технологии, например, при гидролизе хлористого магния с целью получения окиси магния, при некоторых способах конверсии хлоридов в нитраты азотной кислотой, при переработке хлористого калия и полимине-ральных калийных руд на бесхлорные удобрения, и пр. На некоторых заво-дах в США при производстве металлического магния из хлористого магния в электролизеры загружают не полностью обезвоженный хлористый магний. На этих заводах 40% хлора выделяется в виде хлористого водорода, улавливае-мого водой с образованием слабой соляной кислоты.
Однако с развитием технологии хлорорганического синтеза все большее значение приобретают процессы получения хлористого водорода из отходя-щих газов, содержащих хлористый водород. В настоящее время в мире более 90% соляной кислоты производят из отходящих газов хлорор-танических производств.
Во многих химических производствах выделяется хлористый водород, который с парами воды, обычно содержащимися в газах, образует высоко-дисперсный туман соляной кислоты. Присутствие такого тумана существенно осложняет протекающие процессы, поскольку выделение его связано с боль-шими трудностями. Кроме того, туман соляной кислоты образуется при ее по-лучении, а также почти во всех случаях, когда хлористый водород является побочным продуктом органического синтеза и различных процессов неорга-нической технологии . Например, при реакциях замещения хлора и дегидро-хлорирования, при реакциях конденсации в присутствии AI I3 и P I3, при фос-генировании, при гидролизе хлористого калия и полиминеральных калийных руд и других процессах.
Сульфатный метод производства хлористого водорода является одним из старейших процессов химической промышленности. Он основан на взаимо-действии хлористого натрия с купоросным маслом по реакции:
2NаСl + Н2SО4 = Nа2SО4 + 2НСl — 68.25 кДж.
Реакция проводится при 500-5500 °С в муфельных печах, при этом по-лучают твердый сульфат натрия и газ, содержащий 30-40% хлористого водо-рода. Синтез хлористого водорода производится из хлора и водорода, полу-ченных при электролизе водных растворов поваренной соли. Водород сгорает в хлоре по экзотермической реакции:
Н2 + Сl2 — 2НСl
Константа скорости этой реакции увеличивается с повышением темпера-туры по уравнению Аррениуса. Практически проводят спокойное невзрывное горение водорода в хлоре при 2300-2400С. В реакционной смеси имеется 5-10%-ный избыток водорода, позволяющий более полно использовать хлор. Взаимодействие водорода с хлором производится в печах. Стальной корпус печи футерован огнеупорным кирпичом. Сверху печь закрыта асбестовой крышкой, которая вылетает в случае взрыва. Днище печи футеровано огне-упорным кирпичом и в него вставлена горелка, состоящая из двух концентри-чески расположенных стальных трубок. По внутренней трубке подается хлор, по наружной — водород.
Синтез хлористого водорода из элементов обладает существенными до-стоинствами: хлористый газ содержит 80-90% НСl, что позволяет вырабаты-вать соляную кислоту концентрацией более 31%, соляная кислота получается высокой степени чистоты, не расходуется серная кислота, процесс идет без за-траты топлива. В н.в. значительные количества хлористого водорода получа-ются так же, как побочный продукт на предприятиях органического синтеза.
Абсорбция хлористого водорода водой представляет собой гетероген-ный обратимый экзотермический процесс образования гидратов хлористого водорода и их растворения в воде.
Тепловой эффект абсорбции (растворения) хлористого водорода зависит от значения n, то есть от концентрации образующейся соляной кислоты и со-ставляет при бесконечном разбавлении 75,1 кДж/моль