Optymalizacja wymiany ciepła węzła cyrkulacji kwasu i oleum w produkcji kwasu siarkowego

Abstract

W ramach pracy opisano procesy wymiany ciepła na zmodernizowanej Wytwórni Kwasu Siarkowego (WKS) w Grupie Azoty S.A. w Tarnowie. Część teoretyczna poświęcona została przede wszystkim opisowi procesu suszenia powietrza i absorpcji SO3 w kwasie siarkowym oraz w oleum. Przedstawiono rys historyczny rozwoju przemysłu kwasu siarkowego na świecie i w Polsce, oraz rodzaje chłodnic stosowanych w przemyśle chemicznym. W części praktycznej przedstawiono dostępne dane pomocne w doborze chłodnic kwasu siarkowego oraz tok obliczeń wymiany ciepła dla płaszczowo-rurowej chłodnicy kwasu siarkowego lub oleum przy użyciu wody obiegowej, jako medium chłodniczego. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń procesowo-cieplnych zaproponowano dobór odpowiednich wymienników ciepła, podano wymagane powierzchnie wymiany ciepła, ilość rurek oraz średnice płaszczy i króćców aparatu w poszczególnych węzłach cyrkulacji. Obliczenia zawarte w pracy mogą stanowić podstawę do sformułowania zapytań ofertowych celem zakupu optymalnych chłodnic kwasu i oleum w zmodernizowanej Instalacji, co przyspieszy proces zakupu i zaoszczędzi dodatkowych nakładów finansowych

In the thesis the process of heat exchange in the modernized Sulfuric Acid Production (WKS) in Azoty Group has been described. The theoretical part has been devoted to the description of the process of drying the air and SO3 absorption in both the sulfuric acid and the oil. A short summary of the history of the development of the sulfuric acid industry in the world and Poland has been provided, as well as different kinds of coolers used in chemical industry. In the practical part of the thesis accessible data useful in the adjustment of the sulfuric acid coolers have been presented as well as the course of calculations of the heat exchange for the coat-pipe cooler of the sulfuric acid or oil with the use of circulating water as a cooling medium . On the basis of the process-thermal calculations a choice of suitable heat exchangers has been suggested, as well as required surfaces of heat exchange have been given, the number of pipes and diameter of coats and connections of the device in the particular nodes of the circulation. The calculations included in the thesis might be the basis to create questions of offer with a view to buying optimal acid and oil coolers in the modernized installation, what in turn will accelerate the process of purchase and limit extra financial expenditures.