Абсорбция аммиака курсовая работа

admin

Аммиачный абсорбер

ВВЕДЕНИЕ

Аммиак образуется в процессе коксования из азота
и водорода каменного угля. Большая доля азота угля (к 60%) остается в коксе в
виде термически стойких азотистых сочетаний, а последняя часть удаляется из
угля вместе с летучими продуктами коксования — газом, смолой и надсмольной
водой.

Образование аммиака при коксовании угля
начинается при температуре около 600°С, а максимальный выход его достигается
при температурах 800-900°С.

По данным [1] выход аммиака от сухой шихты для
донецкого угля варьируется в пределах 0,25-0,30%, а для кузнецких может
достигать 0,45 %.

Содержимое аммиака в газе для разного угля может
варьироваться в пределах 5,5 — 12,5 г/м3 (0 °С).

Исключение аммиака из коксового газа —
обязательная технологическая операция при подготовке газа к его дальнейшему
использованию. Нормы допустимого содержания аммиака в газе: не больее 0,03
г/м3, то есть полнота вытягивания аммиака из газа должна составлять 99,7 — 99,8
% масс. Такие серьезные требования определяются чисто технологическими причинами
:

необходимость удаления компонента, который
приводит к коррозии газопроводов и оборудования;

для предупреждения возникновения откладываний в
газопроводных коммуникациях и регулирующих устройствах коксовых батарей;

для нормальной эксплуатации бензольно-скруберних
отделений и цехов серооочистки;

аммиак с цианистым водородом, который находится
в газе, резко усиливает коррозию оборудования, образовывая хорошо растворимое
комплексное соединение — гексацианферрат — (NH4) 4[FeCN6];

аммиак, который остается в газе, при сжигании
превращается преимущественно в токсичные и коррозионно-опасные оксиды азота;

аммиак стабилизирует эмульсии воды и масла при
улавливании бензольних углеводородов.

В результате улавливания аммиака серной кислотой
образуется сульфат аммония.

Сульфат аммония производится на коксохимических
заводах в больших количествах. На 1 т сухой шихты производство сульфата аммония
(сухого) ссоставляет 11,0-11,5 кг.

Сульфат аммония является очень эффективным
азотным удобрением. Особенностью этого вида удобрения является те, что он
позволяет подпитывать почву не только азотом, но и серой. Последняя входит в
состав белков и аминокислот растений и потому вместе с азотом является одним из
важных элементов питания сельскохозяйственных культур. По мере важности для
растений серу можно поставить на третье место после азота и фосфора. Продукт
владеет важным для жизнедеятельности растений свойством. Он переводит фосфор,
который находится в почве из нерастворимой формы в растворимую и тем же
усиливает процесс поглощения растением этого вещества. Это позволяет снизить
количество фосфорных удобрений, которые вносятся к почве.

Несмотря на то, что продукт шире всего
используется в сельском хозяйстве, он также применяется и в других отраслях.
Например, в биохимии переосаждения сульфатом аммония является общим методом
очистки белков. Используется в технологии хлорирования воды с амонизацией,
вводится в обрабатываемую воду за несколько секунд до хлора, с хлором образует
хлорамины — связывая свободный хлор, благодаря чему значительно сокращается
образование хлорорганіки вредного для организма человека, сокращается затрата
хлора, уменьшается коррозия трубопроводов. В пищевой промышленности его
используют в качестве пищевую добавку Е517 (вещества против слеживания). В
промышленности сульфат аммония используют в качестве сырья при производстве
аккумуляторов, в производстве вискозного волокна и как основу при производстве
огнезащитных пропиток для дерева.

1.      
ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА АММОНИЯ В УСЛОВИЯХ «АВДЕЕВСКОГО КХЗ»

Так как сатураторный метод не дает возможность
регулировать размер получаемых кристаллов, то на «АКХЗ» внедрен безсатураторний
метод получения сульфата аммония, в котором на стадии абсорбции получают
ненасыщенный раствор соли, которая поддается на вакуум — выпарку в условиях
интенсивной циркуляции, которая обеспечивает незначительное пресыщение и
управляемый рост кристаллов.[1]

Преимуществами безсатураторних методов являются
меньшее гидравлическое сопротивление форсуночних абсорберов и возможность
проведения отдельных стадий процесса (абсорбция аммиака, кристаллизация
сульфата аммония и др.) при наиболее благоприятных условиях.

.1 Безсатураторний метод

Безсатураторний процесс получения сульфата
аммония может осуществляться по двум принципиально разным схемам: улавливание
аммиака пересыщенным раствором, который содержит кристаллы, и ненасыщенным
раствором с дальнейшим получением в отдельном аппарате кристаллов соли сульфата
аммонию путем упаривания части раствора[5].

На «Авдеевском КХЗ» применяется вторая схема в
которой предусматривается установка двухступенчатого абсорбера для
осуществления раздельного улавливания из газа аммиака и пиридиновых оснований и
кристаллизация сульфата аммония, который образовался, в отдельном аппарате —
испарителе (под вакуумом).

Эта схема имеет ряд преимуществ :

абсорберы орошаются ненасыщенным раствором,
который устраняет их засоление;

при кристаллизации соли в отдельном аппарате
можно получить кристаллы практически любого размера;

процесс легко управляется, процесс
кристаллизации можно осуществлять периодически и насыщенный раствор может
складироваться.

При этом не нарушается работа улавливающей
установки.

Осуществление процесса улавливания аммиака,
пиридиновых оснований и кристаллизация соли сульфата аммония в отдельных
аппаратах, позволяют поддерживать для каждого из них наиболее целесообразный
режим. Это обеспечивает достаточную полноту улавливания аммиака и пиридиновых
оснований из газа и получения крупнокристаллической соли.

Таким образом, получение сульфата аммония по
безсатураторному методу осуществляется в двух установках — абсорбцилнной и
испарительно-кристаллизационной.

Схемой предусматривается очистка газа в
двухступенчатом полом форсуночном абсорбере, причем в первой ступени 2 из газа
извлекается основное количество аммиака с получением раствора сульфата аммония
солесодержа- нием около 40 % и кислотностью не более 1 %, а во второй ступени 3
извлекаются остаточное количество аммиака и легкие пиридиновые основания
раствором кислотностью 10 — 12 % и солесодержанием около 30 %.

Каждая ступень абсорбции имеет автономный цикл
орошения, включающий циркуляционные сборники 6,8, насосы 5, 7, а также
коммуникации для подпитки растворных циклов кислотой и водой из напорных баков
10,11,12, Такое исполнение узла абсорбции и состав поглотительного раствора
обеспечивают наиболее благоприятные условия для эффективной и надежной очистки
газа как от аммиака, так и от пиридиновых оснований, а также выполнения
соответствующих требований к составу раствора, выводимого из циркуляционного
контура первой ступени 2 в сборник 9 для последующей переработки
вакуум-выпарной кристаллизацией с получением товарного сульфата аммония.

Рисунок 1.1 — Схема безсатураторного метода
получения сульфата аммония

1 — аммиачная колонна; 2,3 — первая и вторая
ступени абсорбера; 4 — кислотная ловушка; 5, 7,13,19,21,23,24,35,36 — насосы;
6,8,9- сборники маточного раствора; 10,11,12- напорные баки кислоты и
конденсата; 14 — испаритель; 15- паровые эжекторы; 16, 17-конденсаторы;
18,20,22 — сборники конденсата; 25 — центрифуга; 26,30 — транспортеры; 27 —
сушилка; 28 — вентилятор; 29 — калорифер; 31 — приемная яма; 32 — элеватор; 33
— бункер; 34 — сборник кислой смолки; 37-хранилище кислоты

Непрерывное извлечение аммиака из газа с
получением сульфата аммония приводит к образованию избытка поглотительного
раствора в циркуляционных контурах ступеней 2,3 абсорбера. Избыток раствора
ступени 3 через перелив сборника 8 поступает в циркуляционный сборник б, а
ступени 2 выводится в сборник 9, откуда после отстоя от смолки насосом 13
направляется в испаритель 14, оснащенный трубчатой греющей камерой с
центральной циркуляционной трубой, а также системой для вакуумирования
(эжекторы 15) и конденсации водяных паров (поверхностные конденсаторы 16,17). В
испарителе 14 за счет кипения обеспечивается естественная циркуляция раствора и
содержащихся в нем кристаллов. В результате испарения воды и пересыщения
раствора происходит рост кристаллов и образование новых центров кристаллизации.
Температура кипения раствора в испарителе 14 поддерживается на уровне 60 °С
путем создания соответствующего вакуума эжекторами 15. Соковые пары
конденсируются с образованием грязного конденсата, накапливаемого в сборнике 18
и расходуемого на пополнения циркуляционных циклов ступени 2 и ступени 3
аммиачного абсорбера. Чистый конденсат греющего пара собирается отдельно в
сборниках 20,22.

Особенностью режима выпарной кристаллизации,
обусловленной конструкцией аппарата 14, является совмещение во времени и
пространстве процессов создания пересыщения и его реализации, а также
отсутствие классифицирующего фактора как на стадии роста кристаллов, так и при
выводе твердой фазы из кристаллизационного объема. Отрицательным аспектом
такого режима является получение товарного продукта с широким спектром
дисперсии частиц, а положительным — простота и надежность процесса вывода
твердой фазы из аппарата при стабильной величине ее содержания в циркулирующей
суспензии.

Поддержание постоянства уровня раствора в
аппарате 14 обеспечивается за счет ручной или автоматической корректировки
расхода питающего раствора, подаваемого насосом 13, при непрерывном выводе
продуктовой суспензии насосом 24 в центрифугу 25. Влажные кристаллы после
центрифуги 25 поступают на ленточный транспортер 26, а затем в сушилку 27, куда
также поступает горячий воздух из калорифера 29. Высушенный продукт
транспортером 30 направляется на хранение в насыпи или подвергается фасовке.
Отработанный теплоноситель после сушилки 27 перед сбросом в атмосферу
подвергается пылеочистке (на рис. 5.2 не показано).

Маточный раствор после центрифуги 25 поступает в
циркуляционный сборник 6 ступени 2 абсорбции аммиака.

При контакте газа с раствором в ступенях 2, 3
аммиачного абсорбера согласно его тепловому балансу соответствующая часть тепла
расходуется на испарение воды из раствора, то есть на повышение влагосодержания
газа, выводимого в кислотную ловушку 4 и далее в конечный газовый холодильник
(на рис. 5.2 не показано).

С учетом того, что узел абсорбции аммиака
функционирует в непрерывном режиме, а узел выпарной кристаллизации может
работать периодически благодаря наличию буферной емкости (что обеспечивает
возможность осуществления промывок испарителя 14

2. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СУЛЬФАТНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

К основному оборудованию сульфатного отделения
цеха улавливания относятся: абсорбер, вакуум-выпарной кристаллизатор,
центрифуга.

При бессатураторном методе получения сульфата
аммония очистку газа от аммиака осуществляют в двухступенчатом абсорбере
оросительного типа, представленном на рис. 5.15 [33] в разрезе с сечениями на
уровне разделительной тарелки и отбойника.

Корпус аппарата состоит из цилиндрической
обечайки 4, конического днища 5 и крышки 1. Внутреннее пространство аппарата
разделено на две секции посредством кольцевой перегородки с обечайкой 10, в верхней
части которой смонтирована (строго горизонтально) колпачко- вая барботажная
тарелка с кольцевым переливом на уровне кромок обечайки 10. Штуцеры 3, а также
установленные над ними колпаки 11 имеют трапециидальную форму и на тарелке
расположены радиально, как показано на сечении А-А.

Внутри обечайки 10 установлен каплеотбойник 9,
выполненный из изогнутых полос листового материала (см. сечение а-а). Верхняя и
нижняя секции абсорбера оборудованы индивидуальными системами орошения и
выполняют функции первой и второй ступени абсорбции аммиака. Нижняя секция
(первая ступень) оборудована двумя ярусами форсунок 8 по шесть штук в каждом.
Верхняя секция (вторая ступень) имеет один ярус форсунок 12, кроме того, вдоль
оси аппарата расположена форсунка 13 с крупнокапельным орошением,
предназначенная также для уменьшения брызгоуноса газовым потоком. Верхняя
секция оборудована люками 2.

Коксовый газ поступает в нижнюю секцию аппарата
через патрубок 7, промывается кислым раствором циркуляционного цикла первой
ступени абсорбции посредством форсунок 8, затем освобождается от брызг раствора
в каплеотбойнике 9 и поступает в штуцеры 3 колпачковой тарелки, которая
заполнена жидкостью до уровня кромок обечайки 10. При этом в нижней секции
абсорбера из газа извлекается около 95 % содержащегося в нем аммиака.

Рисунок 2.2 Аммиачный абсорбер

1 — крышка, 2-люк, 1 — патрубок для входа газа,
3 — штуцер колпачковой тарелки, 4 — цилиндрическая обечайка 5 — коническое
днище, 6,15 — патрубки для вывода раствора, 7 — штуцер входа газа, 8,12,13 —
форсунки, 9 — каплеотбойник, 10 — обечайка, 11 — колпак, 14 — патрубок для
выхода газа.

Циркулирующий раствор кислотностью около 1 %
после контакта с газом поступает в коническое днище 5 и выводится через патрубок
6.

Вход газа в верхнюю секцию абсорбера
осуществляется в режиме барботажа благодаря наличию погруженных в жидкость
колпаков 11. Далее газ подвергается повторному контактированию с жидкой фазой в
режиме орошения посредством форсунок 12 и 13. В процессе рециркуляции в контуре
оросительной системы второй ступени раствора кислотностью 10- 12% из газа
извлекаются остатки аммиака и легкие пиридиновые основания. Очищенный коксовый
газ выводится из абсорбера через патрубок 14, а раствор накапливается в кольцевом
зазоре между стенками абсорбера и обечайки 10 и выводится через патрубок 15.

Технические характеристики абсорбера:

Производительность по газу………………………………………..100
000 м3/ч

Количество раствора на орошение каждой ступени
(секции)…..380 м3/ч

Диаметр……………………………………………………………3600 мм

Площадь свободного сечения (с учетом
футеровки)…………… 8,5м2

Скорость газа в свободном сечении
аппарата………………………3м/с       

Масса аппарата……………………………………………………… ~32т

Получение кристаллического сульфата аммония
путем переработки ненасыщенного питающего раствора, выводимого из первой
ступени аммиачного абсорбера, осуществляется в выпарном кристаллизаторе (рис.
2.3).

Корпус аппарата имеет цилиндрическую форму.
Полая часть его состоит из секций 3 и 4 различного диаметра, причем секция 3
частично заполняется раствором, уровень которого визуально контролируется
посредством смотровых окон 10. Секция 3 стыкуется посредством фланцевого
соединения с верхней трубной решеткой нагревателя 1, в центральной части
которого расположена циркуляционная труба 2, а в периферийной части —
вертикальная трубчатка. Верхняя часть нагревателя 1 оборудована кольцевым
коллектором с патрубком 7 для подачи греющего пара, а в нижней части установлен
патрубок 9 для вывода конденсата. Нижняя трубная решетка нагревателя 1 посредством
фланцевого соединения стыкуется с коническим днищем, в котором имеется люк —
лаз (на рисунке не показано), патрубок 5 для подачи питающего раствора и труба
6 для вывода продуктовой суспензии.

Секция 4 снабжена системой каплеотбоя в виде
наклонно установленных полок и патрубком 8 для вывода вторичного пара.

В процессе работы в выпарном кристаллизаторе
поддерживается постоянный уровень раствора путем регулирования расхода
питающего раствора на входе в патрубок 5. В зоне конического днища аппарата
питающий раствор смешивается с циркулирующим раствором, поступающим из трубы 2.
Циркулирующий раствор содержит кристаллическую фазу и на выходе из трубы 2
имеет остаточное пересыщение, которое снижается или полностью снимается в
результате смешения с питающим раствором. После смешения раствор поступает в
трубчатку нагревателя 1.

В результате конденсации пара в межтрубном
пространстве нагревателя 1 находящийся в трубчатке раствор получает
соответствующее количество тепла. В зависимости от высоты уровня раствора над
верхней трубной решеткой, который определяет величину гидростатического
давления жидкости в верхней части трубчатки, получаемое раствором тепло
расходуется в определенном соотношении на повышение его температуры или на
испарение воды непосредственно в трубчатке. Это обстоятельство определяет два
возможных режима работы нагревателя 1:

■                     при
увеличенном уровне раствора в аппарате в трубчатке преобладает режим
конвективного подогрева раствора с последующим его кипением вне трубчатки по
мере подъема раствора и снижения гидростатического давления;

■                     при
минимальном уровне раствора относительно верхней трубной решетки процесс
теплопередачи сопровождается кипением раствора непосредственно в трубчатке.

Во втором случае возможен форсированный режим
работы аппарата при высоких тепловых нагрузках, так как кипение раствора в
трубчатке существенно интенсифицирует теплоотдачу. Однако при таком режиме
возрастает вероятность пристеночного солеобразования в трубчатке, а также
чрезмерного зародышеобразования при повышенном пересыщении раствора.
Оптимальный режим работы нагревателя 1 предполагает обеспечение таких условий
вы

Для получения крупнокристаллического сульфата
аммония улучшенного фракционного состава применяются кристаллизаторы со
взвешенным слоем частиц и внешним контуром циркуляции раствора, снабженным
подогревателем парной кристаллизации, которые гарантируют получение Рис. 5.16.
крупнокристаллического продукта при непрерывной рабо- Вакуум-кристаллизатор те
аппарата между его промывками в течение 3 суток. Кипение раствора в
периферийной части сечения аппарата сопровождается его пересыщением и создает
нисходящий поток в трубе 2 и восходящий в трубчатке нагревателя 1, то есть
циркуляцию суспензии кристаллов по замкнутому контуру. Многократное прохождение
кристаллов через зону образования пересыщения (зону кипения) обеспечивает их
рост и накопление массы твердой фазы в циркуляционном контуре. Непрерывный
вывод суспензии с постоянной объемной скоростью по трубе б обеспечивает
постоянство массы твердой фазы в выпарном кристаллизаторе на оптимальном
уровне.

Образовавшаяся в процессе кипения раствора
паровая фаза проходит каплеотбойную секцию 4, где освобождается от уносимых
брызг раствора, и выводится через патрубок 8 на конденсацию. Для снижения
температуры кипения раствора в выпарном кристаллизаторе поддерживается
соответствующий вакуум.

Рисунок 2.2 — Вакуум-выпарной кристаллизатор-
нагреватель трубчатый; 2 — труба циркуляционная; 3 — испарительная секция; 4 —
каплеотбойная секция; 5 — вход раствора; 6 — выход пульпы; 7 — вход греющего
пара; 8 — выход вторичного пара; 9 — выход конденсата; 10-смотровые окна

Технические характеристики выпарного
кристаллизатора:

Габариты аппарата:

Диаметр………………………………………………………………2,7м

Высота……………………………………………………………….8,5м

Диаметр труб нагревателя………………………………………….57×4мм

Поверхность теплопередачи (по
внутреннемудиаметру труб)….246м

Диаметр центральной циркуляционной трубы (по
внутренним

стенкам)……………………………………………………………..620мм

Номинальный вакуум в объеме
аппарата…………………………685 мм рт. ст

Температура раствора в объеме аппарата………………………55
— 65°С

Температура греющего
пара…………………………………….125-130°С

Окончательное выделение продуктовых кристаллов
сульфата аммония из растворного цикла сульфатной установки обеспечивается путем
фильтрования суспензии через металлическую перфорированную перегородку с
последующим отжимом остатков маточного раствора и промывкой осадка горячей
технической водой под воздействием центробежного фактора. Для этих целей
применяются автоматические горизонтальные центрифуги с пульсирующей выгрузкой
осадка типа 1/2 ФГП. На рис. 2.3 приведена конструктивная схема ротора
центрифуги. Полый вал 4 опирается на подшипники 3 и жестко соединен одним
концом с полым шкивом 2, а другим — с перфорированным цилиндром 9 (наружный
каскад ротора), ко дну которого посредством стоек 8 жестко крепится
выталкивающее кольцо 14 с приемным конусом 11. Все указанные элементы
конструкции совершают только вращательное движение посредством шкива 2. Полый
вал 4 снабжен втулками 6, в отверстиях которых скользяще установлен шток 5,
снабженный на одном конце поршнем, перемещающимся в цилиндрической полости
шкива 2, а на другом — перфорированным цилиндром 10 (внутренний каскад ротора),
который крепится к штоку 5 днищем.

Устройство 1 для подачи масла в цилиндрическую
полость шкива 2, а также поршень штока 5 представляют собой гидропривод,
обеспечивающий возвратно-поступательное перемещение перфорированного цилиндра
10 (вместе со штоком 5) вдоль-оси ротора центрифуги. Наряду с этим цилиндр 10 и
шток 5 с поршнем, жестко связанные между собой, совершают вращательное движение
синхронно вращению перфорированного цилиндра 9 с валом 4 и шкивом 2 Суспензия
из вращающегося приемного конуса 11 поступает в кольцевую пристеночную зону
цилиндра 10 (ограниченную кромками кольца 14 и конуса 11), образуя первичный
слой кристаллического осадка вследствие фильтрации жидкой фазы сквозь
перфорацию цилиндра 10, на стенках которого уже имеется отфильтрованный
вторичный слой на участке цилиндрической поверхности между кромками конуса 11 и
цилиндра 10. В то же время на перфорированных стенках вращающегося цилиндра 9
также содержится слой кристаллического осадка, ширина которого соответствует
расстоянию между кромками цилиндров 9 и 10 по образующей. При перемещении
цилиндра 10 влево кольцо 14 подпирает первичный и вторичный слои осадка,
вследствие чего часть вторичного слоя под воздействием центробежной силы
перемещается со стенок цилиндра 10 на стенки цилиндра 9.

Рисунок 2.2 Конструктивная схема центрифуги типа
1/2 ФГП

1- устройство для подачи масла; 2 — шкив; 3 —
подшипники; 4 — 5 — шток; 6 — втулка; 7 — кожух; 8 — стойка; 9 —
перфорированный цилиндр (наружный каскад ротора); 10- перфорированный цилиндр
(внутренний каскад ротора); 11- приемный конус; 12 — труба для промывки слоя
осадка; 13 — сменное кольцо; 14 — выталкивающее кольцо

При перемещении цилиндра 10 вправо в кольцевой
пристеночной зоне вследствие непрерывной подачи суспензии в конус 11 вновь
образуется первичный слой кристаллического осадка, и одновременно кромка
цилиндра 10 сталкивает часть вторичного слоя со стенок цилиндра 9, а
центробежная сила обеспечивает его срез по кромке ротора центрифуги.

Ротор центрифуги расположен в кожухе 7, в нижней
части которого расположены каналы для раздельного вывода фильтрата и влажных
кристаллов. Заданная толщина вторичного слоя осадка в цилиндре 10
устанавливается посредством сменного кольца 13. Для промывки слоя осадка
предусмотрена труба 12.

Технические характеристики центрифуг,
применяемых в сульфатных отделениях:

Типоразмер центрифуг…………………………1/2ФГП-630
1/2ФГП-800

Внутренний диаметр каскада ротора,
мм………………..630 800

Фактор разделения………………………………………595 644

Максимальная производительность по осадку

сульфата аммония,кг/ч………………………………….2500 8000

Мощность привода общая, кВт………………………… 33          52

Удельная материалоемкость,кг/(кг/ч)………………….0,88
0,75

Удельная энергоемкость,
кВт/(кг/ч)…………………..0,013 0,006

Эффективная работа центрифуг
обеспечивается при концентрации твердой фазы в суспензии 40 — 50 % (по массе) и
содержании в твердой фазе частиц размером более 100мкм не менее 90%.

3. РАСЧЕТ АММИАЧНОГО АБСОРБЕРА

3.1 Расчет корпуса абсорбера

Исходные данные для расчета= 3,2м- внутренний
диаметр аппарата;

Н = 19,220 м — высота аппарата

Рраб = 0,2МПа- расчетное внутреннее давление;=
65°С — расчетная температура (максимально допустимая)

 = 160 МПа — для
стали Ст3сп при t = 65°С;

Е = 0,195х106
МПа- для Ст3сп при t = 65°С;

С = 0.0035м- толщина плакирующего слоя;

= 255МПа- предел текучести для стали
Ст3сп при t = 65°С.

Расчет обечайки

Обечайка нагружена внутренним
давлением

Толщину стенки приближенно
определяем по формуле [3]:

 — коэффициент прочности сварных
швов

Принимаем исполнительную толщину
конструктивно S = 10 мм

Условие применения формул:

Условие выполняется.

Допускаемое наружное давление,
определяемое исходя из условия устойчивости всей обечайки;

Расчет конического днища

Расчет проводим как для стандартного
неотбтированного днища для сварной обечайки. Радиус развертки обечайки при α = 60°

R = ==1,78м

Определяем согласно графика 16.11[2]
зависимость фактора формы днища у=1,1 от отношения:

Определяем отношение определяющих
параметров Р и

с учетом коэффициента сварных швов

Следовательно номинальную расчетную
толщину стенки днища определяем по формуле 16.16[2]

Опроеделяем расчетное значение
диаметра аппарата

Номинальную расчетную толщину стенки
днища теперь определяем по формуле

Из расчета видно, что и в том и в
другом случае толщина стенки днища 10мм удовлетворяет расчетным параметрам

Определим допускаемое внутреннее
давление:

Расчет укрепления отверстий

Для цилиндрической обечайки (рис
3,1)

Отверстие под штуцер наибольшего
диаметра в обечайке —

Ограничительные условиями расчета
[3]

 и

 и

Условия для данного расчета
выполняются

Рисунок 3,1 Основные размеры
аммиачного абсорбера сульфатного отделения АКХЗ

Наибольший допустимый диаметр в
обечайке не требующий дополнительного укрепления (без учета привариваемого
штуцера) [3]

Где м — расчетная толщина стенки (см. п.
2.2.2)

Ск = 0,0035м — прибавка на коррозию

Следовательно штуцера диаметром
более 0,2м требуют дополнительного укрепления

Расположение и диаметр отверстий под
штуцера см. рис.3,1

Площадь сечения отверстий в стенке
подштуцера

Для штуцеров Ду600

Для штуцеров Ду800

Для штуцеров Ду1420

Укрепление выбираем одностороннее,
внешнее см. рис. 3,2

Рисунок 3,2 — Расчетная схема для конструкции
укрепленных оотверстий под штуцера вобечайке корпуса регрнератора

— лист усиления, 2 — обечайка, 3 — штуцер

Площадь сечения штуцера участвующего в
одностороннем укреплении [3]

Где =0,01м — толщина стенки штуцера

— номинальная расчетная толщина стенoк штуцера
без прибавок при

 — длина части штуцера участвующая в
укреплении

Для штуцеров Ду600

Для штуцеров Ду800

Для штуцеров Ду1400

Площадь сечения укурепляющей
накладки

Где — толщина укрепляющей накладки
(принимаем=0,01м)

 — ширина укрепляющей накладки

Для штуцеров Ду600

Для штуцеров Ду800

Для штуцеров Ду1400

Условие применения данного расчета

Для Ду600

Для Ду800

Для Ду1400

Условие выполняется

Для конических днищ

Расчет отверстий в конических днищах
аналогичен расчету для цилиндрических обечаек работающих при статических
нагрузках [3]

Для d = 1420

 и

 и

Условия для данного расчета
выполняются

Наибольший допустимый диаметр в
обечайке не требующий дополнительного укрепления (без учета привариваемого
штуцера) [3]

Где м — расчетная толщина стенки (см. п.
2.2.2)

Ск = 0,0035м — прибавка на коррозию

Так как минимальный диаметр штуцера
составляет 0,3м, что значительно больше 0,177м, то укрепление отверстий
обязательно.

Площадь сечения отверстий требующих
укрепления в днище под штуцера

Для штуцера Ду1400

Укрепление выбираем одностороннее,
внешнее см. рис. 2.4

Площади сечения штуцеров участвующих в одностороннем
укреплении рассчитываем аналогично п.

Площадь сечения укурепляющей
накладки
[3]

Где — толщина укрепляющей накладки для
штуцеров Ду300, Ду500, Ду600

 — для штуцера Ду1400

 — ширина укрепляющей накладки

Для Ду1400 —

Условие применения данного расчета

Для Ду1400

Условие выполняется

.2 Определение изгибающего момента
от ветровой нагрузки

Определение геометрических и силовых
характеристикик аппарата

Геометрические и силовые
характеристики аппарата с учетом двух возможных состояний (V = 1 —
рабочее состояние; V = 3 — пустой аппарат без
монтируемых на месте внутренних устройств и без изоляции) сводим в таблицу 3.1

Частота колебаний

Период основного тона собственных
колебаний аппарата постоянного сечения с приблизительно равномерно
распределенной по высоте аппарата массой определяем по формуле [4]

Таблица 3.1

№п/п

Участки
аппарата

Наружный
диаметр Div
м

Высота
участка Нi
м

Осевая
сила от массы участка

Экватори-альный
момент инерции сечения стенки Ii м4

Расст-е
от центра аппарата до i-го участка хi м

V = 1

V = 3

V = 1

V = 3

1

0
— 1

3,2

3,2

2,75

65842

15158

 0,127

5

2

1
— 2

3,2

3,2

9,55

 73158

16842

0,127

14,6

Где Н = 19,2м — высота аппарата

— вес аппарата при полном заполнении

— вес порожнего аппарата (в условиях
монтажа)

модуль продольной упругости материала
аппарата при 65оС

момент инерции сечения аппарата
относительно вертикальной оси

коэффициент неравномерности сжатия
грунта

 — минимальный момент инерции
подошвы фундамента

Подставляем в (3.1) полученные
величины

Изгибающий момент в расчетном
сечении на высоте х0 определяем по формуле [4]

Ветровые загрузки

Ветровая загрузка на i-м участке

Статистическая составляющая ветровой
загрузки на i-м участке

Для участка 0-1

Для участка 0-1

Динамическая составляющая ветровой
загрузки на i-м участке

Нормативное значение статистической
составляющей ветровой
загрузки на середине i-го участка [4]

Где  — скоростной напор ветра для района
установки аппарата  —
определяем по диаграмме

Для участка 0-1 —

Для участка 1-2 —

К = 0,7 — для данного типа аппаратов

Для участка 0-1 —

Для участка 1-2 —

Коэффициент определяем в
зависимости от параметра

Коэффициент определяем
по таблице [4]

Приведенное относительное ускорение
центра тяжести i-го участка

Рисунок 3.2 — Расчетная схема аппарата для
определения ветровых нагрузок

Подставляя в формулу значения получим значения η
на
участках 0-1 и 1-2 при монтаже аппарата и при полном заполнении. Результаты
заносим в таблицу 3.2

 и относительное перемещение i-го и к-го
участка при основном колебании

Для участка 0-1

Таблица 3.2

Участки
аппарата

0-1

1-2

Показатели

0,950,6

1,61,6

1,31,3

1,31,3

1,1571,157

1

2

3

1,401,32

441416

V =
10,02430,0243

V = 3

0,0116

0,0116

1

2

3

V =
11,481,48

V = 3

1,40

1411221850

0,5050,53

V =
10,003400,00337

V = 3

0,0186

0,0179

V =
117865786

V = 3

1757

5743

V = 115898
27636

V = 3

15859

27593

Для участка 1-2

Где  — определяется в зависимости от  по графику
[4]

 — коэффициент определяем по формуле

 3,9

Коэффициенты ,  и  определяем
по графикам [4] в
зависимости от значения экваториального момента инерции сечения стенки Ii

Все данные заносим в таблицу 3.2

Изгибающий момент от действия
ветровой нагрузки

Изгибающий момент в сечении А-А на
высоте

Изгибающий момент в сечении Б-Б на
высоте

Изгибающий момент от действия
ветровой нагрузки
на обслуживающие площадки

Площадки расположены от
подошвы апарата на всоте

; ;

 — коэффициент учитывающий изменение
скоростного напора повысоте аппарата и опроеделяется по графику [4]

; ;

 — Коэффициент динамичности при
ветровой нагрузке определяется по графику [4] в
зависимости от значения

 — Коэффициент определяем по графику
[4] в
зависимости от отношения

;

;

;

 — Коэффициент пульсации основного
напора определяется по графику [4] в зависимости от значения

;

;

;

Общая площадь площадки

Где  — наружный диаметр аппарата

 — ширина площадки

=1,2м — высота ограждения

Подставляем полученные значения в
3.10 и определяем изгибающий момент в расчетных сечениях от действия ветра на
площадку

В сечении  при  —

В сечении  при

Изгибающий момент в расчетном
сечении определяем по формуле

В сечении

В сечении

Из расчета видно , что максимальный
изгибающий момент

3.3 Проверочный расчет аппарата на устойчивость

Так как абсорбер работает под совместным
действием осевой сжимающей силы и изгибающего момента от действия ветровой
нагрузки расчет производим из условия

 — поперечное усилие, значит

 — максимальный изгибающий момент

— максимальная осевая нагрузка

Допускаемое наружное давление из условий
устойчивости в пределах упругости следует рассчитываем по формуле [2]

Где  — коэффициент запаса устойчивости

 — коэффициент жесткости обечайки
подкрепленной кольцами жесткости

— эффективный момент инерции
расчетного поперечного сечения кольца жесткости

 — безразмерный коэффициент
принимаем  так, как

Подставим в 3.12 полученные значения

Р — внутреннее давление по условиям
расчета Р = 0,2 МПа

Отношение

F и М —
осевая сжимающая сила и изгибающий момент

 — допускаемое осевое усилие и
изгибающий момент

 — допускаемое осевое сжимающее
усилие из условия прочности

 — допускаемое осевое сжимающее
усилие в пределах упругости из условия устойчивости

Подставляем в 3.14 полученные
значения

Допускаемый изгибающий момент

 3.15

 — допускаемый изгибающий момент из
условия прочности

 — допускаемый изгибающий момент в
пределах упругости из условия устойчивости

Подставляем в 3.15 полученные
значения

Подставляем в 3.11 полученные
значения

Условие устойчивости выполняется

.4 Выбор опоры

Определяем приведенные нагрузки

Максимальная приведенная нагрузка

Минимальная приведенная нагрузка

Принимаем опору 2-2200-250-200-1000 по ОСТ
26-467-78 с параметрами

S1 = 10мм; S2
= 30мм; S3 = 30мм

Количество фундаментных болтов М42 — 16шт.

4. Монтаж и ремонт
аппарата

.1 Выбор способа монтажа

При выборе способа монтажа колонны учитываем
длительность работ и приведенные затраты.

Наиболее экономично вести подъем колонны краном
способом скольжения. При подъеме аппарата способом скольжения очень мал объем
подготовительных работ. Но при таком способе грузоподъемность крана должна быть
больше массы аппарата, а вот высота вылета стрелы может быть меньше высоты
аппарата.

Подъем колонны осуществляется краном «Камаз-JONES»
грузоподъемностью 25 тонн, который обладает хорошей проходимостью и
маневренностью, и может передвигаться с грузом на крюке, а удельное давление на
грунт невелико.

.2 Описание технологии монтажа

Перед проведением работ должна быть подготовлена
монтажная площадка, изготовлены фундаменты, площадка покрыта сборными
железобетонными плитами. При монтаже выполняют строповку ниже вершины аппарата
за специальные монтажные упоры, но выше центра тяжести. Аппарат выкладывают
относительно фундамента таким образом, чтобы точка крепления и ось фундамента
находились на одной окружности описываемой стрелой крана (рисунок 5.1).

Подъем ведут в такой последовательности:

Сначала поднимают вершину аппарата при
одновременном подтаскивании его нижней части лебедкой или трактором. Для
обеспечения горизонтального перемещения нижняя часть укладывается на монтажные
сани. Скорость подтаскивания согласовывается со скоростью подъема, чтобы
грузовой полиспаст находился в вертикальном положении. Плавный переход в
вертикальное положение в этом случае производят после того, как аппарат в
наклонном положении устанавливают на фундамент. Перевод осуществляется с
помощью тормозной системы, которая начинает работать, когда достигается
неустойчивое равновесие аппарата. После установки колонны на фундамент,
производится нивелировка и окончательная выверка вертикального положения
колонны и крепление его к основанию анкерными шпильками. Вертикальность колонны
выверяют по уровню или отвесу.

.3 Ремонт абсорбера

.3.1 Подготовка абсорбера к ремонту

Перед началом ремонта полностью отключаются
аппараты и трубопроводы установки от рабочей части схемы цеха. Остановку
абсорбера осуществляет эксплуатационный персонал. Колонна пропаривается паром,
а затем продувается инертным газом.

Отключение абсорбера от коммуникаций заглушками
производит ремонтный персонал согласно соответствующей в цехе схеме установки
заглушек под руководством начальника цеха. После подготовительных операций
(пропарка, промывка) открываются люки абсорбера Люки нужно открывать в строгой
последовательности, начиная с верхнего когда абсорбер находится под паром, для
предотвращения тока воздуха через колонну при одновременном открытии нижнего и
верхнего люков. После пропаривания абсорбер промывается водой и проветривается.
Проветривание необходимо для охлаждения абсорбера и доведения концентрации
продуктов в ней до допустимых санитарных норм. После окончания проветривания
нужно провести анализ проб воздуха, взятых из абсорбера на разных высотных
отметках. К работам внутри абсорбера разрешается приступить только тогда, когда
анализ покажет, что концентрация вредных газов и паров не превышает предельно
допустимых санитарных норм.

Перед проведением капитального ремонта до
остановки агрегата, механик цеха или мастер по ремонту оборудования, выполняющий
ремонт, обязан составить дефектную ведомость, которая должна отвечать типовым
объемам работ. Подготовленный к ремонту аппарат принимает механик цеха от
начальника смены по акту передачи оборудования в ремонт. Перед проведением
такого ремонта, за сутки до начала работ механик цеха обязан письменно
поставить в известность начальника цеха в необходимости остановки и подготовки
аппарата к ремонту в указанное и согласованное время с начальником цеха сроком.
Выполнение работ фиксируется механиком в ремонтном журнале.

.3.2 Текущий ремонт

В ходе выполнения текущего ремонта абсорбера
производятся следующие виды работ:

наружный осмотр аппарата;

частичная смена шпилек и гаек;

ремонт изоляции аппарата.

.3.3 Капитальный ремонт абсорбера

Демонтируются внутренние устройства абсорбера,
производится чистка форсунок, при необходимости производится полная замена, при
сильном износе производится полная замена каплеотбойника.

Ремонт абсорбера заканчивается испытанием. При
гидравлическом испытании абсорбер заполняется водой при открытой воздушке,
установленной в верху абсорбера. Появление воды в воздушке свидетельствует о
заполнении абсорбера. После закрытия воздушки давление в абсорбере медленно
повышают до контрольной величины. При этом давлении аппарат выдерживается 5
минут,

Пуск

Если абсорбер освобождался от коксового газа, то
он должен включаться следующим образом:

) Исходное положение: закрыты задвижки на входе
и выходе из абсорбера, закрыты задвижки на воздушниках. Открыты задвижки мимо
абсорбера.

) Открывается задвижка на воздушнике абсорбера №
3, затем открывается задвижка на входе газа в аппарат. Производится продувка
абсорбера газом.

) После продувки — отбор пробы газа из штуцера
на воздушнике. Продувка абсорбера ведется до содержания кислорода не выше 1,5%.

) При получении удовлетворительного анализа
закрывается задвижка на входе в абсорбер и открывается задвижка на выходе из
абсорбера для продувки в течение 15 — 20 минут вертикального газопровода выхода
из абсорбера. После продувки “стояка” снова открывается задвижка на входе газа
в абсорбер и закрывается задвижка на воздушнике.

) После проверки полноты открытия задвижек на
входе и выходе газа из абсорбера постепенно закрывается задвижка мимо
абсорбера.

Примечание: в процессе ведется наблюдение за
сопротивлением абсорбера и давлением газа перед абсорбером № в случае повышения
сопротивления выше 150 мм вод.ст. закрытие задвижки мимо абсорбера прекращается
для выяснения причины повышенного сопротивления скруббера.

После пуска абсорбера налаживается нормальная
работа конденсатоотводчиков — гидрозатворов на газопроводах.

После пуска отделения аппаратчик сульфатного
отделения 6 разряда с помощью своих подчиненных в течение 4-5 часов выводит
отделение на нормальный режим работы.

5. НАДЕЖНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

сульфат
аммоний аммиачный абсорбер

В данном разделе для определения надежности
оборудования произведем построение дерева отказов и категорирование аммиачного
абсорбера

Исходные данные для расчета

В качестве исходных событий приняты отказы
механизмов и устройств вакуум-насоса (АА). Это обусловлено тем, что детализация
дерева отказов до элементарных составляющих ведет к чрезмерной громоздкости его
конфигурации, неоправданно большим затратам времени, а также потребовало бы в
дальнейшем большого объема статистической информации и длительных (до 10 лет и
более) наблюдений за работой АА в эксплуатации.

1. Наряду
с отказами внутренних устройств АА в качестве исходных событий вводится отказ
корпуса АА, поскольку практика свидетельствует об этом.

2. Учитывая,
что категорирование механизмов служит для оптимизации системы ТОИР механизмов,
при построении дерева отказов не рассматриваются исходные события, связанные с
отказом электрической части, КИП и А, и ошибками операторов.

3.
Обработка
статистических данных по наработке на отказ внутренних устройств АА и корпуса
показала, что этот параметр имеет распределение, близкое к распределению
Вейбулла. Вероятность отказа механизмов определили по Формуле
[7]:

где А, В — параметры распределения,
значения которых приведены в таблице 4.1 Построение и анализ дерева отказов АА:

1. При
построении дерева отказов АА учитывали, что аппарат выполняет следующие
операции:

— орошение коксового газа 1-й ступени

орошение коксового газа 2-й ступени

вывод обогащенного маточного раствора из АА

«Отказ производственного процесса» Z,
связанный с невыполнением функции

ВН произойдет при наступлении одного из
следующих событий (рис.1.):

— «нет орошения коксового газа 1-й ступени» —
Т1;

— «нет орошения коксового газа 2-й ступени» —
Т2;

— «нет вывод обогащенного маточного раствора» —
ТЗ.

Таким образом, отказ производственного процесса
можно представить в виде булевого тождества:

Z = T1
U T2
U T3.

Событие — «нет орошения коксового газа 1-й
ступени» Т1 произойдет при наступлении промежуточного события, когда «забиты
форсунки орошения 1й ступени» — F1,
«нарушена целостность подводящих труб» — F2,
«выход из строя запорной арматуры» — F3,
«нарушена герметичность корпуса АА» — F4

Tl = Fl U F2 U F3 U F4

Промежуточное событие F1
наступит при:

«нет фильтрации раствора» — А1

Промежуточное событие F2
наступит при:

«трубы выполнены из неустойчивой к коррозии
стали» — А2

«слищком длительный срок службы» А3

Промежуточное событие F3
наступит при:

«разкерметизация корпуса» — А4

«сработалась сальниковая набивка» — А5

«обрыв штока» — А6

Промежуточное событие А6 наступит при:

«нет смазки» — G1

Промежуточное событие F4
является самодостаточной причиной

Следовательно

Tl = Аl
U А2 U
А3 U А4 U
А5 U А6 U
G1

Событие — «нет орошения коксового газа 2-й
ступени» Т1 произойдет при наступлении промежуточного события, когда «забиты
форсунки орошения 2й ступени» — F5,
«нарушена целостность подводящих труб» — F2,
«выход из строя запорной арматуры» — F3,
«нарушена герметичность корпуса АА» — F4

Промежуточное событие F5
наступит при

— «выход из строя подающих насосов» — G1

«выход из строя запорной арматуры 2й ступени» —
А7

Промежуточное событие А7 наступит при:

«обрыв штока задвижки» — G1

Следовательно

T2 = G1
U G1
U А2 U
А3 U А4 U
А5 U А6 U
G1

Событие — «нет вывод обогащенного маточного
раствора» — ТЗ. произойдет при наступлении промежуточного события когда «забиты
форсунки орошения 2й ступени» — F5

Промежуточное событие F5
наступит при:

«выход из строя запорной арматуры 2й ступени» —
А8

Промежуточное событие А8 наступит при:

— «обрыв штока задвижки» — G1

Следовательно T3
= G1

Полученные тождества подставим в выражение Z

Z = Аl
U А2 U
А3 U А4 U
А5 U А6 U
G1 U
G1 U
G1 U
А2 U А3 U
А4 U А5 U
А6 U G1
U G1

Применяя основные законы булевой алгебры к
тождеству, получим:

Z = A1 U A2 U A3 U A4 U A5 U А6
U G1

Так как события независимы, вероятность
появления события определяется по формуле:

Рисунок 3.1 — Дерево
отказов
механизмов
ВН

Q(Z)=Q(Al)+Q(A2)+Q(A3)+Q(A4)+Q(A5)+
Q(G1)

Полученное выражение позволяет провести
последовательный анализ надежности функционирования АА с учетом каждого
конкретного вида отказа устройств, и установить значимость отказов для
разработки оптимальной стратегии ТОИР.

Таблица 3.2 Минимальные аварийные сочетания для
дерева отказов механизмов КВПК

1

А2

2

А3

3

А4

4

А5

5

А2А3

6

А2А4

7

А2А5

8

А2А6

9

А3А4

10

А3А5

11

А3А6

12

А4А5

13

А4А6

14

А5А6

Из полученного дерева отказов видно, что
конечное событие «отказ производственного процесса» может произойти при
различном сочетании исходных и промежуточных событий. Следовательно, для
уменьшения вероятности отказа необходимо выявить виды отказов, наиболее часто
происходящие или наиболее вероятные, по возможности установить их. Это можно
четко определить с помощью принципа минимальных аварийных сочетаний. Для
данного дерева отказов общее число найденных аварийных сочетаний — 14, 4 из
которых являются сочетаниями отказов одного механизма, а 10 — сочетаниями
отказов двух механизмов (табл.3.2).

Аварийные сочетания связанные с отказами А2, A3,
А4, А5, А6, создают основную потенциальную угрозу сбоя функционирования ВН

Источник

Содержание

  1. Курсовая работа: Расчет абсорбционной установки
  2. Введение
  3. 2.2 Материальный баланс
  4. 2.3 Тепловой баланс
  5. 3 .Конструктивный расчёт
  6. 3.1 Расчет диаметра колонны
  7. 3.2 Расчет высоты колонны
  8. 3.3 Подбор стандартных конструктивных элементов
  9. 3.3.1 Подбор крышки и днища
  10. 3.3.2 Подбор тарелок
  11. 3.4 Расчет штуцеров
  12. 3.5 Расчет массы аппарата
  13. 3.6 Подбор опор
  14. Заключение
  15. Список использованной литературы

Курсовая работа: Расчет абсорбционной установки

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет им.С. Торайгырова

Кафедра химии и химических технологий

По дисциплин е Основн. проц. и аппар. хим. пр-ва

Тема Расчет абсорбционной установки

Студент Быков Ю.А.

1. Физико-химические основы процесса

1.1 Устройство абсорбционных аппаратов

1.2 Технологическая схема установки

2. Технологический расчет

2.1 Построение линии равновесий и рабочей линии процесса

2.2 Материальный баланс

2.3 Тепловой баланс

3. Конструктивный расчёт

3.1 Расчет диаметра колонны

3.2 Расчет высоты колонны

3.3 Подбор стандартных конструктивных элементов

3.3.1 Подбор крышки и днища

3.3.2 Подбор тарелок

3.4 Расчет штуцеров

3.5 Расчет массы аппарата

Список использованной литературы

Введение

Абсорбцией называется процесс избирательного поглощения компонентов из газовой или паровой смеси жидким поглотителем, в котором данный компонент растворим.

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа (пара) не сопровождается химической реакцией. Абсорбция протекает до тех пор, пока парциальное давление поглощаемого компонента в газовой (паровой) фазе остаётся выше равновесного давления над раствором. При хемосорбции (абсорбции, сопровождаемой химической реакцией) поглощаемый компонент вступает в необратимую химическую реакцию с поглотителем и образует химическое соединение.

Физическая абсорбция обычно обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощаемого газа из раствора — десорбция. Десорбцию газа проводят отгонкой его в токе инертного газа или водяного пара в условиях подогрева абсорбента или снижении давления над абсорбентом. Отработанные после хемосорбции абсорбенты обычно регенерируют химическими методами или нагреванием.

Сочетание абсорбции и десорбции позволяет многократно применять поглотитель и выделять поглощенный газ в чистом виде. Часто десорбцию проводить не обязательно, так как полученный в результате абсорбции раствор является конечным продуктом, пригодным для дальнейшего использования.

Протекание абсорбционных процессов характеризуется их статикой и кинетикой. Статика абсорбции, т.е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Кинетика абсорбции определяется движущей силой процесса, т.е. степенью отклонения системы от состояния равновесия, свойствами поглотителя, компонента и инертного газа, а также способом соприкосновения фаз.

В промышленности абсорбцию применяют для решения следующих основных задач:

1) для получения готового продукта (например, абсорбция в производстве серной кислоты, абсорбция с получением хлороводородной кислоты, абсорбция оксидов азота водой в производстве азотной кислоты и т.д.); при этом десорбцию проводить не обязательно;

2) для выделения ценных компонентов из газовых смесей (например, абсорбция бензола из коксового газа, абсорбция ацетилена из газов крекинга или пиролиза природного газа и т.д.); при этом абсорбцию проводят в сочетании с десорбцией;

3) для очистки газовых выбросов от вредных примесей (например, очистка топочных газов от , очистка газов от фтористых соединений, выделяющихся при производстве минеральных удобрений и т.д.) Очистку газов от вредных примесей абсорбцией используют также при очистке технологических газов, когда присутствие примесей недопустимо для дальнейшей переработки газа (например, очистка коксового и нефтяного газов от , очистка азотоводородной смеси, используемую для синтеза аммиака от и и т.д.). В этих случаях извлекаемые из газовых смесей компоненты обычно используют, поэтому их выделяют десорбцией;

4) для осушки газов, когда в абсорбционных процессах участвуют две фазы — жидкая и газовая — и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую (при абсорбции) или наоборот, из жидкой фазы в газовую (при десорбции), причем инертный газ и поглотитель являются только носителями компонента соответственно в газовой и жидкой фазах и в этом смысле в массопереносе не участвуют.

Аппараты, в которых проводят процессы абсорбции, называют абсорберами.

Для проведения процесса абсорбции применяют абсорбционные установки, основным элементом которых являются абсорбционные аппараты.

Абсорбционные аппараты классифицируются в зависимости от технологического назначения, давления и вида внутреннего устройства, обеспечивающего контакт газа (пара) и жидкости.

По технологическому назначению абсорбционные аппараты подразделяются на аппараты установок осушки, очистки газа, газораспределения и т.д.

В зависимости от внутреннего устройства различают тарельчатые, насадочные, распылительные, роторные (механические), поверхностные и каскадные абсорберы. Наиболее широко распространены тарельчатые и насадочные аппараты.

В зависимости от применяемого давления аппараты подразделяются на вакуумные, атмосферные и работающие под давлением выше атмосферного.

При выборе типа аппарата следует учитывать технологические требования к процессу и его экономические показатели.

Плёночные аппараты, к которым относятся также абсорберы с регулярной насадкой, незаменимы при проведении процесса в условиях разложения, поскольку их гидравлическое сопротивление самое низкое. Плёночные и насадочные колонны предпочтительнее также для обработки коррозионных сред и пенящихся жидкостей.

Тарельчатые колонны удобны для крупнотоннажных производств при относительно малых расходах жидкости, недостаточных для равномерного смачивания насадки, а также для процессов, сопровождающихся колебаниями температуры, так как периодическое расширение и сжатие корпуса может разрушить хрупкую насадку. На тарелках проще установить змеевики для подвода и отвода теплоты. Тарельчатые колонны также применяются при обработке потоков с твёрдыми примесями или при выделении твёрдого осадка.

Тарельчатые абсорберы обычно представляют собой вертикальные цилиндры — колонны, внутри которых на определенном расстоянии друг от друга по высоте колонны размещаются горизонтальные перегородки — тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа.

Таким образом, процесс массопереноса в тарельчатых колоннах осуществляется в основном в газожидкостных системах, создаваемых на тарелках, поэтому в таких аппаратах процесс проходит ступенчато, и тарельчатые колонны в отличие от насадочных, в которых массоперенос проходит непрерывно, относят к группе ступенчатых аппаратов. На каждой тарелке, в зависимости от ее конструкции, можно поддерживать тот или иной вид движения фаз, обычно перекрестный ток или полное перемешивание жидкости.

Насадочные абсорберы получили наибольшее применение в промышленности. Эти абсорберы представляют собой колонны, заполненные насадкой — твердыми телами различной формы. В насадочной колонне насадка укладывается на опорные решетки, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости. Которая достаточно равномерно орошает насадку с помощью распределителя и стекает по поверхности насадочных тел в виде тонкой пленки вниз.

В распылительных абсорберах контакт между фазами достигается распыливанием или разбрызгиванием жидкости в газовом потоке. Эти абсорберы подразделяют на следующие группы:

1) форсуночные распыливающие абсорберы, в которых жидкость распыливается на капли форсунками;

2) скоростные прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыливание жидкости осуществляется за счет кинетической энергии газового потока;

3) механические распыливающие абсорберы, в которых жидкость распыляется вращающимися деталями.

В нефтяной и газовой промышленности процесс абсорбции применяется для разделения, осушки и очистки углеводородных газов. Из природных и попутных нефтяных газов путем абсорбции извлекают этан, пропан, бутан и компоненты бензина; абсорбцию применяют для очистки природных газов от кислых компонентов — сероводорода, используемого для производства серы, диоксида углерода, серооксида углерода, сероуглерода, тиолов (меркаптанов) и т.п.; с помощью абсорбции также разделяют газы пиролиза и каталитического крекинга и осуществляют санитарную очистку газов от вредных примесей.

В качестве абсорбентов при разделении углеводородных газов используют бензиновые или керосиновые фракции, а в последние годы и газовый конденсат, при осушке — диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (Т ЭГ). Для абсорбционной очистки газов от кислых компонентов применяют N-метил-2-пирролидон, гликоли, пропиленкарбонат, трибутилфосфат, метанол; в качестве химического поглотителя используются моно — и диэтаноламины.

В отличие от ректификации процесс абсорбции протекает в основном однонаправленно, т.е. абсорбент можно считать практически нелетучим. В случае абсорбции многокомпонентной газовой смеси на некоторой ее стадии отдельные компоненты могут вытесняться другими поглощаемыми компонентами. В результате наряду с процессом абсорбции будет протекать процесс частичной десорбции некоторых компонентов, что приведет к распределению компонентов между газовой и жидкой фазами, обусловленному обоими указанными процессами.

Абсорбция (десорбция) — диффузионный процесс, в котором участвуют две фазы: газовая и жидкая. Движущей силой процесса абсорбции (десорбции) является разность парциальных давлений поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах, который стремится перейти в ту фазу, где его концентрация меньше, чем это требуется по условию равновесия.

Обозначим парциальное давление поглощаемого компонента в газовой фазе через рг, а парциальное давление того же компонента в газовой фазе, находящейся в равновесии с абсорбентом, через рр. Если рг > рр, то компонент газа переходит в жидкость, т.е. протекает процесс абсорбции (рис. VI-1, а). Если рг o C

Название: Расчет абсорбционной установки
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа Добавлен 21:56:35 12 декабря 2009 Похожие работы
Просмотров: 8319 Комментариев: 16 Оценило: 6 человек Средний балл: 4.3 Оценка: 4 Скачать
40 45 50 55 60
Eатм 1060 1205 1350 1575 1800

Пользуясь формулой (2.4) определяем для каждого значения “» парциальное давление компонента в парах над жидкостью.

(2.4)

,

,

,

,

.

Для каждого значения “» (концентрация компонента в газовой смеси) определим равновесное значение “» (концентрация компонента в поглотителе). Для определения используем формулу (2.5).

(2.5)

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

относит масс долей,

По значения “» и “» строим линию равновесия.

В зависимости от степени поглощения газа поглотителем строим рабочую линию. Используя значения , , и . Значения и определим по формулам (2.6) и (2.7).

(2.6), (2.7).

относит масс долей,

относит масс долей.

Из графика определяем, что количество единиц переноса в колонне равно 5. Принимая, что КПД одной тарелки равен 55%, уточняем количество практических тарелок.

тарелок.

2.2 Материальный баланс

Определим секундный расход газа, воспользовавшись формулой (2.8).

(2.8),

По формуле (2.9) определим массовый расход газа.

(2.9)

Используя формулу (2.10) определим плотность газа.

(2.10)

,

.

Определим расход поглотителя по формулу (2.11).

(2.11)

Используя формулу (2.12) определим объёмный расход поглотителя.

(2.12)

2.3 Тепловой баланс

При растворении газа в жидкости выделяется некоторое количество теплоты. При отсутствии отвода теплоты температура повышается, что ведет к возрастанию равновесного парциального давления компонента, изменению положения линии равновесия, уменьшению движущей силы процесса, ухудшению условий абсорбции.

Практически процесс абсорбции проводится с интенсивным отводом теплоты, чтобы температура раствора в аппарате повышалась незначительно.

Определим температуру газа на выходе из абсорбера, вычислив её по формуле (2.13).

(2.13)

Определим теплоту растворения газа в воде по формуле (2.14).

(2.14)

Из справочника находим значение

,

,

.

В ходе расчета выяснилось, что разница между теплотой газа на входе и выходе незначительна, следовательно, предусматривать отвод тепла нет необходимости.

3 .Конструктивный расчёт

3.1 Расчет диаметра колонны

Определим диаметр колонны по формуле (3.1)

(3.1)

Воспользовавшись формулой (3.2) найдём оптимальную скорость газа в колонне.

(3.2)

,

.

Из ряда стандартных диаметров принимаем диаметр колонны, равный 2200мм.

Уточним скорость газа.

3.2 Расчет высоты колонны

Определим высоту колонны, вычислив её по формуле (3.3).

(3.3)

при D = 2200 из справочника выписываем значения:

Высоту тарельчатой части колонны определим, используя формулу (3.4).

(3.4)

,

.

3.3 Подбор стандартных конструктивных элементов

3.3.1 Подбор крышки и днища

Для данной колонны из ряда стандартных элементов подберём крышку и днище. Технические характеристики данных элементов указаны в таблице 4.

Параметры крышка днище
Внутренний диаметр , 2200 2200
Высота борта , 50 50
Высота эллиптической части , 550 550
Внутренняя поверхность , 5,6 5,6
Внутренняя ёмкость , 1,585 1,585
Толщина стенки , 20 20
Масса , 895 895

3.3.2 Подбор тарелок

В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками.

Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса — газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.

В зависимости от диаметра, колонные аппараты изготавливают с тарелками различных типов. В данную колонну диаметром 2200 можно установить колпачковые тарелки типа ТСК-1 (ост 26-808-73).

В колпачковых тарелках газ барботирует через жидкость, выходя из прорезей колпачков, расположенных на каждой тарелке. В прорезях газ дробится на мелкие струйки, которые по выходе из прорези почти сразу поднимаются вверх и, проходя через слой жидкости на тарелке, сливаются друг с другом.

В колоннах с колпачковыми тарелками (рисунок 2) находятся тарелки 1 с патрубками 2, закрытые сверху колпачками 3. Нижние края колпачков снабжены зубцами или прорезями в виде узких вертикальных щелей. Жидкость протекает с тарелки на тарелку через переливные трубы 4. Уровень жидкости на тарелке соответствует высоте, на которую верхние концы переливных труб выступают над тарелкой. Чтобы жидкость перетекла только по переливным трубам, а не через патрубки 2, верхние концы патрубков должны быть выше уровня жидкости. Нижние края колпачков погружены в жидкость так, чтобы уровень жидкости был выше верха прорезей.

Газ проходит по патрубкам 2 в пространство под колпачками и, выходя через отверстия между зубцами или через прорези в колпачках, барботирует через слой жидкости.

Чтобы газ не попадал в переливные трубы и не препятствовал таким образом нормальному перетоку жидкости с тарелки на тарелку, нижние концы переливных труб опущены под уровень жидкости. Благодаря этому создается гидрозатвор, предотвращающий прохождение газа через трубы.

Рисунок 2 — Колонна с колпачковыми тарелками

Технические характеристики колпачковых тарелок типа ТСК-1 при диаметре колонны 2200 указаны в таблице 5.

Свободное сечение колонны, 3,81
Длина линии барботажа, 44,6
Периметр слива , 1,606
Свободное сечение тарелки, 0,471
Относительная площадь для отхода паров , 12,3
Масса, 211

3.4 Расчет штуцеров

Подсоединение трубопроводов к сосудам и аппаратам осуществляется с помощью вводных труб или штуцеров. Штуцерные соединения могут быть разъемными (резьбовыми, фланцевыми, сальниковыми) и неразъемными (сварными, паяными, клеевыми). Наиболее распространены разъемные соединения с помощью фланцевых штуцеров. Стальные фланцевые штуцера представляют собой короткие куски труб с приваренными к ним фланцами либо с фланцами, удерживающимися на отбортовке, либо с фланцами, откованными за одно со штуцером. В зависимости от толщины стенок патрубки штуцеров могут быть тонкостенными и толстостенными. Типы штуцеров зависят от номинального (условного) давления и температуры среды.

Присоединение фланцевых штуцеров к корпусу аппарата, днищу или крышке выполняется с определенным вылетом, который зависит от условного диаметра и условного давления, а также от толщины изоляции аппарата, если он таковую имеет.

По назначению все фланцевые соединения в химическом аппаратостроении подразделяют на фланцы для трубной арматуры и труб (сюда же относятся все фланцы штуцеров и аппаратов) и фланцы для аппаратов (с их помощью осуществляется крепление крышек, днищ и т.д.)

Диаметр штуцеров рассчитываем по формуле (3.5).

(3.5)

Производительность колонны велика, поэтому для подачи и отвода газового потока со скоростью 25 предусмотрим по три штуцера.

, .

Для подачи поглотителя и отвода насыщенного поглотителя со скоростью 3 предусмотрим по четыре штуцера.

, .

Уточняем по справочным данным диаметры штуцеров и толщину стенок. Данные представлены в таблице 6.

Номер штуцера 1 2 3 4
Толщина стенки , 16 16 16 16
Наружный диаметр , 426 426 650 650

3.5 Расчет массы аппарата

Массу данной колонны определяем по формуле (3.6).

(3.6),

Массу тарелок определим по формуле (3.7)

(3.7)

Пользуясь формулой (3.8) определим массу максимальной загрузки колонны.

(3.8)

Массу максимальной нагрузки на опоры определим, пользуясь формулой (3.9).

(3.9)

Переведем массу максимальной нагрузки в мега ньютоны, используя формулу (3.10).

(3.10)

3.6 Подбор опор

Химические аппараты устанавливают на фундамент чаще всего с помощью опор. Аппараты, работающие в горизонтальном положении, независимо от того, где их монтируют (внутри помещения или вне его), устанавливают на седловых опорах. Аппараты вертикального типа, размещаемы на открытых площадках, оснащают юбочными опорами — цилиндрическими или коническими. Чаще всего юбочные опоры применяют для аппаратов колонного типа. Аппараты, устанавливаемые в помещении, могут монтироваться либо на подвесных лапах, либо на стойках.

Если аппарат устанавливают на полу того или иного этажа, то при соотношении высоты колонны к ее диаметру меньшим 5 используют опорные стойки, которые могут быть вертикальными или наклонными, круглого или некруглого сечения. Опорные стойки круглого сечения применяют, как правило, для аппаратов малых объемов. Чтобы сохранить прочность обечаек и днищ аппаратов при воздействии на них опорных нагрузок, между опорой и элементами аппарата иногда помещают специальную прокладку. Число опор, определяемое конструктивными соображениями, проверяют расчетным путем: стоек должно быть не менее трех. Т.к. соотношение высоты данной колонны к ее диаметру меньше 5, то данную колонну необходимо установить на опорные стойки некруглого, в количестве четырех штук.

Заключение

Вданном курсовой проекте спроектирована абсорбционная установка непрерывного действия для поглощения углекислого газа из его смеси с воздухом, используя в качестве поглотителя воду.

В ходе проектирования выполнен материальный баланс, в котором произведены расчеты массовых расходов основных материальных потоков (газовой смеси, поглотителя).

В ходе расчета теплового баланса, определено, что в ходе процесса абсорбции происходит незначительное выделение тепла, следовательно нет необходимости предусматривать отвод тепла.

В конструктивном расчете определена габариты аппарата (высота, диаметр колонны). В соответствии с габаритами аппарата практически рассчитаны и подобраны диаметры штуцеров, подобраны днище и крышка аппарата, выполнен подбор тарелок, рассчитана масса колонны и осуществлен подбор опоры.

Список использованной литературы

1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. / А.Н. Плановский. — М.: Химия, 1987. — 496с.

2. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для техникумов / И.Л. Иоффе. — Л.: Химия, 1991. — 351 с.

3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Ю.И. Дытнерский. — М.: Химия, 1991. — 496с.

4. Соколов В.Н. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи. Учеб. пособие для студентов вузов/ В.Н. Соколов — Л.: Машиностроение, 1982. — 384с.

5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник.3-е изд., перераб. и доп. / В.А. Рабинович. — Л.: Химия, 1991. -432с.

6. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчеты химической аппаратуры. / А.А. Лащинский. — Л.: Химия, 1970. — 974с.

7. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету «Процессы и аппараты химической промышленности»: Учеб. пособие для учащихся техникумов.2-е изд., перераб. и доп. / М.Н. Кувшинский. — М.: Высшая школа, 1980. — 223с.

Источник

Источник

метки: Абсорбция, Аммиак, Поток, Матрица, Расчет, Температура, Чувствительность, Технологический

В любом химическом производстве всегда существует функциональная взаимосвязь аппаратов. Под химико-технологической системой (ХТС) понимают совокупность аппаратов взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое, в которых происходит определенная последовательность технологических операций. Под элементами ХТС понимают ту ее часть, которая в проводимом рассмотрении является неделимой: аппарат, совокупность аппаратов или часть аппарата, в котором протекает химический процесс. Каждый элемент ХТС выполняет преобразование, представленное следующей зависимостью:

Y=F(X,U), где Y, X вектор параметров состояния входных и выходных потоков, U – вектор управления.

Системы уравнений технологических связей ХТС совместно с математическим описанием отдельных элементов системы представляет собой математическую модель ХТС.

Основная задача расчета МТБ и ХТС – нахождение параметров состояния потоков технологической схемы, а также общих и покомпонентных расходов, составов потоков, температур.

Методы решения этой задачи делят на интегральные и декомпозиционные, каждый из которых подразделяется на итерационные и безитерационные.

По особенностям технологической структуры ХТС разделяют на разомкнутые и замкнутые. Потоки ХТС характеризуют векторными величинами, указывающими расход, температуру, состав среды, физико-химические характеристики компонентов.

Существует два варианта формулировки задачи расчета параметров состояния ХТС:

1. Поверочный (моделирующий) расчет. При заданном наборе переменных входных потоков системы и управляющих параметров каждого элемента ХТС необходимо вычислить значения переменных промежуточных и входных потоков.

2. Проектный расчет. При заданных значениях выходных переменных и некоторых входных и промежуточных, а также значениях управляющих параметров рассчитать остальные переменные всех технологических потоков ХТС,

Расчет параметров состояния разомкнутой схемы сводится к последовательному однократному расчету элементов ХТС.

Расчет замкнутых схем основывается на разрыве обратных связей с превращением в разомкнутую, с появлением фиктивных входных и выходных потоков.

1.Постановка задачи расчета узла абсорбции

Построить статистическую модель узла абсорбции методом полнофакторного эксперимента.

6 стр., 2749 слов

Тепловой и гидравлический расчёт теплообменных аппаратов

… 905 700 Определим мощность теплообменного аппарата. η – коэффициент, учитывающий … входной и выходной секциях межтрубного пространства. ΔP по – падение давления при обтекании идеального пучка труб поперечным потоком. … Погрешности найденных температур: Погрешность тепловой мощности: IV. Гидравлический … определяющие параметры конструкции. Поправочный коэффициент x 2 – учитывает байпасные потоки. r …

Найти коэффициенты чувствительности концентрации аммиака в жидкой фазе.

2.Описание технологической схемы узла абсорбции

Изображение схемы на рис. в приложении.

Аммиачно-воздушная смесь поступает в нижний боковой патрубок абсорбера 1, проходит через насадку в противотоке с потоком орошения и уходит через штуцер из системы.

Вода на орошение подается в верхнюю часть абсорбера и равномерно орошает насадку по всей площади сечения.

Раствор газа в воде поступает в сборник 2, откуда центробежным насосом 3 часть потока выводится из системы, а часть, пройдя через теплообменник 4, смешивается со свежей водой и идет на орошение. Частичная рециркуляция воды необходима для увеличения движущей силы процесса массопередачи за счет снижения температуры. Рецикл необходим для отвода тепла абсорбции.

3.Краткое описание модуля абсорбера

Модуль абсорбера мультивариантный, т.е. он позволяет выполнять расчеты по разным алгоритмам при разных наборах входных переменных.

4.Краткое описание модуля теплообменника

Модуль теплообменника осуществляет расчет температуры выходных потоков в теплообменнике при известной температуре входных потоков и заданных коэффициентах теплоотдачи и площади поверхности теплообмена.

5.Расчет узла абсорбера

Составляем операторную схему (см. приложение).

Составляем матрицу структурных чисел, которая содержит численно-структурные основные параметры.

Число модулей в операторной схеме N1=4;

  • Число потоков в операторной схеме N2=11;
  • Число компонентов в потоке с максимальным их числом N=3;
  • Число итерационных блоков N3=1;
  • Число входных потоков системы и число входных потоков итерационных блоков N4= 4;
  • Число разрываемых потоков в одном итерационном блоке М1=1;
  • Число параметров модуля в потоке с максимальным их числом М2=10;
  • Суммарное число входных и выходных потоков в модуле с максимальным их числом М3=4;
  • Число входных потоков системы с экономической информацией М4=0;

Коэффициенты эмпирического уравнения, описывающие зависимость физико-химических характеристик компонента потока от температуры (C=A+B*t):

Теплоемкость F1=1

Вязкость F2=1

Плотность F3=1

Давление насыщенного пара F4=0

Теплопроводность F5=0

Молекулярная масса F6=1

Составляем матрицу последовательности расчета, которая содержит номера рассчитываемых аппаратов в порядке их расчетов:

  • 1 4 3 2 5

расчет узла абсорбера 1

Составляем структурную матрицу, которая отражает взаимосвязь аппаратов и потоков:

Таблица 1. Структурная матрица

Коэффициент

модуля

Входной

поток

Выходной

поток

Код

модуля

Номера потоков

входных

выходных

10

2

2

41

1

2

3

4

0

2

1

2

5

6

11

0

4

2

2

3

7

9

8

6

2

1

2

1

4

9

10

2

Составляем матрицу итерационных блоков, которая содержит номера разрываемых потоков:

Таблица 2. Матрица итерационных блоков

№ итерационных

блоков

Число разрываемых

потоков

№ входного

потока

№ выходного

потока

5

1

11

2

Составляем матрицу параметров модулей, которая содержит конструктивные и технологические параметры:

Таблица 3. Матрица параметров модулей

№

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

3

1

2

1

1,2199

0

0,0327

65672.81

1

0,95

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

2000

2150

950

0,00003

0

0

0

0

0

0

4

0,3

0,7

0

0

0

0

0

0

0

0

Составляем матрицу параметров состояния входных потоков:

Таблица 4.

Названия компонентов

№ комп.

1

2

3

Назв.

вода

воздух

аммиак

Таблица 5.

Матрица состояния потоков

№ потока

Расход

Температура

Концентрации компонентов

1

8860

19

0

0,92

0,08

5

14200

18

1

0

0

7

5400

13

1

0

0

2

10000

15

0,9

0

0,1

Коэффициенты эмпирического уравнения для расчета физико-химических свойств компонентов:

Таблица 6.

Физико-химические свойства

№

Компонент

Коэффициенты

Теплоемкость

Вязкость

Плотность

Мол. масса

1

Вода

4,19

0,001000

1000

18

2

Воздух

1

0,000018

0,29

29

3

Аммиак

2,24

0,000104

0,72

17

Получаем результаты:

Таблица 7.

Матрица результатов расчета

№

Кг/час

˚С

А

В

С

1

8860,0

19

0

0,92

0,08

2

20573,4

17,1

0,986

0

0,014

3

8185,9

17,9

0

0,99

0,004

4

21247,5

27,7

0,955

0

0,045

5

14200

18

1

0

0

6

6374,2

15

0,955

0

0,045

7

5400

13

1

0

0

8

5400

27,7

1

0

0

9

6374,2

27,7

0,955

0

0,045

10

14873,2

27,7

0,955

0

0,045

11

20574,2

17,1

0,986

0

0,014

Изменяя расход подаваемой в теплообменник воды в потоке, добиваемся охлаждения зациклованной воды потока 6 до температуры 22˚С.

Таблица 8.

Основные характеристики плана эксперимента

Характеристики

Z1 (G1)

Z2 (G2)

Z3 (α)

Основной уровень

8860

14200

0,3

Интервал варьирования

1000

1000

0,1

Верхний уровень

9860

15200

0,4

Нижний уровень

7860

13200

0,2

Cоставляем матрицу планирования:

Таблица 9.

Матрица планирования

№

Значения факторов

Параметр оптимизации (конц. аммиака)

в кодированном виде

в натуральном виде

Х1

Х2

Х3

Z1

Z2

Z3

Y%

1

—

—

—

7860

13200

0,2

4,31

2

+

—

—

9860

13200

0,2

5,26

3

—

+

—

7860

15200

0,2

3,79

4

+

+

—

9860

15200

0,2

4,65

5

—

—

+

7860

13200

0,4

4,35

6

+

—

+

9860

13200

0,4

5,36

7

—

+

+

7860

15200

0,4

3,80

8

+

+

+

9860

15200

0,4

4,71

Составляем уравнение регрессии :

Коэффициенты уравнения регрессии:

В0=4,53

В1=0,47

В2=-0,29

В3=0,03

Уравнение регрессии:

Y=4,53+0,47*Х1-0,29*Х2+0,03*Х3

Коэффициенты чувствительности:

γ1= В1/∆G1=0,47/8860=0,00005305

γ2= В2/∆G2=-0,29/14200=0,00002042

γ3= В3/α =0,03/0,3=0,1

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По заданию курсовой работы подобран расход воды в потоке 7 через теплообменник, обеспечивающий охлаждение зациклованной воды до температуры 22˚С и рассчитаны:

  • Коэффициенты уравнения регрессии, которые численно равны параметру оптимизации при изменении соответствующего фактора на один интервал варьирования;
  • Коэффициенты чувствительности выходных параметров к входным, которые численно равны изменению выходного параметра при изменении входного на единицу его изменения.

При известных параметрах входных потоков системы, рассчитаны параметры промежуточных и выходных потоков и оборудования. Полученные данные коэффициентов чувствительности в курсовой работе могут быть использованы для анализа работы системы при разных наборах входных параметров, для чего их требуется изменять по определенному порядку. В результате численного эксперимента получают чувствительность ХТС к внешним воздействиям.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/absorbtsiya-ammiaka/

1. Тарасов А.К., Системы автоматизированного проектирования, лекции, 2007г.

Источник

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси углерода.

Спроектировать абсорбер с ситчатыми
тарелками и схему абсорбционной установки
для улавливания двуокиси углерода по
следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Абсорбция
двуокиси углерода СО2
производится из газовой смеси с воздухом
водой в изотермических условиях;
давление Р
= 2 МПа;
температура t
= 25 oC.
Расход исходной смеси Gс
= 0,25 кг/с; содержание в газе СО2
на входе в
абсорбер ун
= 10
мол.%; степень извлечения загрязнения

= 90 %. Массовый расход воды
L
= 3,25 кмоль/с; содержание СО2
в воде на входе в абсорбер хн
= 0,01 мол.%. Константа Генри для растворов
СО2
в воде равна 1,65.108
Па; средняя молекулярная масса исходной
газовой смеси Мсм
= 31 кг/кмоль; плотность газовой смеси
см
= 3,5 кг/м3;
вязкость газовой смеси при 25 оС
см
= 1,05.10-5
Па.с;
коэффициент диффузии СО2
в газе при 25 оС
и нормальном давлении (0,1 МПа) Dг
= 0,646.10-4
м2/с;
вязкость жидкости ж
= 0,9 мПа.с;
— коэффициент диффузии СО2
в воде при 25 оС
Dж
= 2,02.10-9м2/с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №31 Тема курсового проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать
абсорбер с решетчатыми (провальными)
тарелками и схему абсорбционной установки
для поглощения аммиака из газовоздушной
смеси при неизотермических условиях
по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Расход
газа-носителя (воздуха) G
= 410 кмоль/час, расход поглотителя (воды)
L
= 888 кмоль/час. Содержание аммиака на
входе в абсорбер
Yн
= 00526
кмоль/кмоль,
на выходе
— Yк
= 00027 кмоль/кмоль, содержание аммиака в
поступающей воде
Xн
= 0. Абсолютное давление в системе 0,1 МПа.
Температура воды на входе tн
= 20 оС.
Дифференциальная теплота растворения
аммиака в воде 35200 кДж/кмоль, теплоемкость
поглотителя сж
= 75,4 кДж/(кмоль.град).

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №32 Тема курсового проекта: Абсорбция паров соляной кислоты.

Спроектировать
насадочный абсорбер и схему абсорбционной
установки для поглощения паров соляной
кислоты (HCl)
водой по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Количество
поступающей паровоздушной смеси Gс
= 0,1512 кмоль/с (Vc
= 12000
м3/ч
при 0оС
и атмосферном давлении), температура
процесса t
= 60 oC,
давление 0,1 МПа. Содержание HCl
в поступающем газе ун
= 0,24 кмоль
HCl/кмоль
смеси (Yн
= 0,316 кмоль HCl/кмоль
воздуха). Степень извлечения HCl
из газа 95%. Содержание HCl
в поступающей воде хн
= 0. Концентрация получаемой соляной
кислоты Хк
= 0,161 кмоль HCl/кмоль
H2O
(xк
= 28
% вес.). Плотность и вязкость газа принять
равной вязкости воздуха при рабочих
условиях процесса. Число единиц переноса
Ny
= 4,2.
Объемный
коэффициент массопередачи при поглощении
хлористого водорода Kyv
= 0,0438 кмоль.м3.сек-1.
Насадка – керамические кольца Рашига
размером 50505
мм (внавал).

Расчет высоты насадки произвести с
использованием единиц переноса.

Задание №33

Тема курсового
проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с решетчатыми
(провальными) тарелками и схему
абсорбционной установки для улавливания
аммиака из газовой смеси с воздухом.

Исходные
данные на проектирование:

Поглотитель
– вода; количество очищаемой газовоздушной
смеси Vс
= 15000м3/час;
абсолютное давление P
= 9,8.104
Па; удельный расход поглотителя l
= 1,25 кг/кг; температура воды t
= 15 0С;
начальное содержание аммиака в газовой
смеси vн
= 7,5 об.%;
содержание аммиака в газе на выходе vк
= 0,25 об.%; содержание аммиака в воде,
поступающей на абсорбцию xн
= 0,1 масс.%.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №34

Тема курсового
проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с клапанными
тарелками и схему абсорбционной установки
для улавливания аммиака по следующим
исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Аммиак
NH3
поглощается водой из газовой смеси с
воздухом с начальным содержанием NH3
vн
= 5 об.%, конечное содержание NH3
в газе vк
= 0,27 об.%. Количество поступающей газовой
смеси Vс
= 10000 м3/ч
(при нормальных условиях). Общее давление
газа Р = 760
мм рт. ст. Начальное содержание NH3
в поступающей в на абсорбцию воде хн
= 0,2 % (масс.), удельный расход поглотителя
l
= 1,2 кг/кг. Насадка – керамические кольца
Рашига 50505
мм (регулярная укладка).

Равновесные
относительные массовые концентрации
NH3
в газе

в зависимости от его концентрации

в воде:

,
кг/кг воды

0,002

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

,
кг/кг возд.

0,0009

0,0025

0,0057

0,0097

0,0147

0,0212

0,0284

Расчет провести с
использованием основного уравнения
массопередачи.

Задание №35

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси серы.

Спроектировать тарельчатый абсорбер
с решетчатыми (провальными) тарелками
и схему абсорбционной установки для
очистки воздуха от двуокиси серы.

Исходные
данные на проектирование:

Поглотитель
– вода; количество очищаемой газовоздушной
смеси Gс
= 2 кг/с; абсолютное давление P
= 9,8.104
Па; температура воды t
= 100С;
начальное содержание двуокиси серы в
газе vн
= 40 об.%;
содержание SO2
в воде на
входе в абсорбер xн
= 0 и на выходе из него xк
= 5 масс.%; степень извлечения SO2
из газа 
= 90%.

Данные
о равновесных концентрациях SO2
в воде и газе при 100С
следующие:

(кг
SO2/кг
воды)

0,005

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

(кг
SO2/кг
воздуха):

0,0623

0,134

0,292

0,481

0,695

0,966

Расчет абсорбера провести с использованием
основного уравнения массопередачи.

Задание №36

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси серы.

Спроектировать тарельчатый абсорбер
с клапанными тарелками и схему
абсорбционной установки для улавливания
двуокиси серы по следующим исходным
данным.

Исходные
данные на проектирование:

В
абсорбер поступает газовая смесь в
количестве Gc
= 1,8 кг/с с
концентрацией диоксида серы SO2
ун
= 12 % (масс. содержание). Концентрация
газа на выходе yк
= 0,2 % (масс.). Концентрация SO2
в воде на входе в аппарат хн
= 0, на выходе из аппарата хк
= 0,5 % (масс.). Температура абсорбции 40 оС.
Плотность газов при 0 оС
г
= 1,3 кг/м3.
Динамическая вязкость газа при рабочих
условиях г
= 19,3.10-6
Па.с,
вязкость воды при 40 оС
ж
= 0,656.10-3
Па.с.
Коэффициент диффузии SO2
в воде при 20 оС
Dж
= 1,47.10-9
м2/с.

Равновесное
содержание SO2
в водном растворе и газе при температуре
40 оС:

Массовое
содержание SO2
в газе, у,
%

1

2

4

6

8

10

12

14

100

Насыщенность
воды SO2,
х,
%

0,07

0,14

0,25

0,33

0,5

0,63

0,77

0,88

5,7

Расчет абсорбера
провести с использованием основного
уравнения массопередачи.

Вариант №37

Тема курсового
проекта: Абсорбция ацетона.

Спроектировать
тарельчатый скруббер с решетчатыми
(провальными) тарелками и схему
абсорбционной установки для поглощения
паров ацетона из воздуха

Исходные
данные на проектирование:

Паровоздушная
смесь содержит vн
= 6%(об.)
ацетона, чистого воздуха-носителя в
этой смеси содержится Vв
= 5600 м3/час;
абсолютное давление P
= 9,8.104
Па; в скруббере улавливается 98,5% ацетона.
Поглотитель – вода, количество орошающей
воды L
= 10000 кг/час с содержанием ацетона хн
= 0, температура воды t
= 200С.
Уравнение линии равновесия


= 1,68.
.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №38

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси углерода.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с решетчатыми
(провальными) тарелками и схему
абсорбционной установки для поглощения
двуокиси углерода CO2
по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Поглощение
двуокиси углерода производится чистой
водой (хн
= 0) из газовоздушной смеси с начальным
содержанием CO2
vн
= 30,2 об.%. Расход газовой смеси на входе
Gн
= 905 кмоль/ч (Vc
= 20000 м3/ч
при 0оС
и атмосферном давлении), рабочее
давление Р
= 1,6 МПа. На
орошение подается вода с температурой
t
= 25оС.
Требуемая степень извлечения СО2
составляет 
= 95%. Конечное содержание СО2
в воде хк
= 0,002 в мольных долях. Удельный расход
поглотителя l
= 120 кг/кг.
Средняя молекулярная масса поступающего
газа Мг
= 20,5 кг/кмоль, вязкость газа при рабочих
условиях μг
= 1,37.10-5
Па.с.
Вязкость жидкости при 25 оС
μж
= 0,89.10-3
Па.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №39

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси углерода.

Спроектировать тарельчатый абсорбер
с клапанными тарелками и схему
абсорбционной установки для улавливания
двуокиси углерода по следующим исходным
данным.

Исходные
данные на проектирование:

Из
газовой смеси объемом Vc
= 5000 м3/ч
(при атмосферном давлении) поглощается
двуокись углерода СО2.
Давление в скруббере Рабс
= 1,6 МПа,
температура 15 оС.
Абсорбент – чистая вода в количестве
VL
= 650 м3/ч.
Начальное содержание СО2
в газе vн
= 28,4 об. %, конечное (вверху скруббера) vк
= 0,2 об. %. Плотность СО2
при нормальных условиях СО2
= 1,976 кг/м3;
мольная масса СО2
МСО2
= 44 кг/кмоль. Коэффициент Генри при 15 оС
E
= 0,93.10-6
мм рт.ст.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №40

Тема курсового
проекта: Абсорбция паров спирта.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с решетчатыми
(провальными) тарелками и схему
абсорбционной установки для улавливания
паров спирта по следующим исходным
данным.

Исходные
данные на проектирование:

В
абсорбере разделяется смесь газов в
количестве Gс
= 1350 кг/ч от
спирта. Содержание спирта в газе на
входе в абсорбер ун
= 0,7 % от общей массы газов, содержание
спирта в газе на выходе из абсорбера
ск
= 1 г/м3.
Абсорбент – вода с массовым содержанием
спирта в выходящей из абсорбера воде
хк
= 2,5 %, в поступающей воде хн
= 0. Давление в абсорбере Р
= 0,1 МПа.
Температура поглощающей воды t
= 20 оС.
Плотность газов г
= 1,84 кг/м3.
Коэффициент диффузии паров спирта в
газе при температуре 20 оС
Dг
= 0,748.10-5
м2/с,
коэффициент диффузии спирта в
водно-спиртовом растворе
Dж
= 1,08.10-9
м2/с.

Равновесное массовое содержание спирта
в газовой и жидкой фазе:

Содержание
спирта в растворе
х,
% масс.

Содержание
спирта в газе у,
% масс.

1

0,103

3

0,315

5

0,497

7

0,707

10

0,928

Расчет абсорбера провести с использованием
основного уравнения массопередачи.

Задание №41

Тема курсового
проекта: Абсорбция паров спирта.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с ситчатыми
тарелками и схему абсорбционной установки
для улавливания паров спирта по следующим
исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

В
абсорбере разделяется смесь газов в
количестве Gс
= 1350 кг/ч от
спирта. Содержание спирта в газе на
входе в абсорбер ун
= 0,7 % от общей массы газов, содержание
спирта в газе на выходе из абсорбера ск
= 1 г/м3.
Абсорбент – вода с массовым содержанием
спирта в выходящей из абсорбера воде
хк
= 2,5 %, в поступающей воде хн
= 0. Давление в абсорбере Р
= 0,1 МПа.
Температура поглощающей воды t
= 20 оС.
Плотность газов г
= 1,84 кг/м3.
Коэффициент диффузии паров спирта в
газе при температуре 20 оС
Dг
= 0,748.10-5
м2/с,
коэффициент диффузии спирта в
водно-спиртовом растворе
Dж
= 1,08.10-9
м2/с.

Равновесное
массовое содержание спирта в газовой
и жидкой фазе:

Содержание
спирта в растворе
х,
% масс.

Содержание
спирта в газе у,
% масс.

1

0,103

3

0,315

5

0,497

7

0,707

10

0,928

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №42

Тема курсового
проекта: Абсорбция углеводородов.

Спроектировать
тарельчатый абсорбер с колпачковыми
тарелками и схему абсорбционной установки
для улавливания углеводородов из газа
маслом по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Производительность
по газовой смеси Vс
= 12 м3/с
(при нормальных условиях), концентрация
углеводородов в газе при нормальных
условиях: на входе в абсорбер сн
= 35.10-3
кг/м3;
на выходе ск
= 2.10-3
кг/м3,
начальное содержание углеводородов в
масле хн
= 0,15 % (масс.), их конечная концентрация

к
= 0,029 кг/(кг масла). Средняя температура
потоков в абсорбере 30
оС, давление
газа в абсорбере атмосферное. Уравнение
линии равновесия

= 2.
.
Коэффициент массопередачи Ky
= 0,16
кг/(м2.с).
Свойства потоков: средняя плотность
газа г
= 0, 45 кг/м3,
мольная масса газа Мг
= 10,5 кг/моль, мольный объем газа
vг
= 21,6 см3/моль,
мольная масса углеводородов Мк
= 83 кг/моль, мольный объем углеводородов
vк
= 96 см3/моль,
мольная масса масла Мж
= 170 кг/моль, плотность масла ж
= 1060 кг/м3,
вязкость масла ж
= 16,5 мПа.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №43

Тема курсового
проекта: Абсорбция углеводородов.

Спроектировать
абсорбер с решетчатыми (провальными)
тарелками и схему абсорбционной установки
для улавливания углеводородов из газа
маслом по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Производительность
по газовой смеси Vс
= 10,0 м3/с
(при нормальных условиях), концентрация
углеводородов в газе при нормальных
условиях: на входе в абсорбер сн
= 35.10-3
кг/м3;
на выходе ск
= 2.10-3
кг/м3,
начальное содержание углеводородов в
масле хн
= 0,15 % (масс.), их конечная концентрация

к
= 0,029 кг/(кг масла). Средняя температура
потоков в абсорбере 30
оС, давление
газа в абсорбере атмосферное. Уравнение
линии равновесия

= 2.
.
Коэффициент массопередачи Ky
= 0,16
кг/(м2.с).
Свойства потоков: средняя плотность
газа г
= 0, 45 кг/м3,
мольная масса газа Мг
= 10,5 кг/моль, мольный объем газа
vг
= 21,6 см3/моль,
мольная масса углеводородов Мк
= 83 кг/моль, мольный объем углеводородов
vк
= 96 см3/моль,
мольная масса масла Мж
= 170 кг/моль, плотность масла ж
= 1060 кг/м3,
вязкость масла ж
= 16,5 мПа.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №44

Тема курсового
проекта: Абсорбция углеводородов.

Спроектировать
абсорбер с клапанными тарелками и схему
абсорбционной установки для улавливания
углеводородов из газа маслом по следующим
исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Производительность
по газовой смеси Vс
= 12,5 м3/с
(при нормальных условиях), концентрация
углеводородов в газе при нормальных
условиях: на входе в абсорбер сн
= 35.10-3
кг/м3;
на выходе ск
= 2.10-3
кг/м3,
начальное содержание углеводородов в
масле хн
= 0,15 % (масс.), их конечная концентрация

к
= 0,029 кг/(кг масла). Средняя температура
потоков в абсорбере 30
оС, давление
газа в абсорбере атмосферное. Уравнение
линии равновесия

= 2.
.
Коэффициент массопередачи Ky
= 0,16
кг/(м2.с).
Свойства потоков: средняя плотность
газа г
= 0, 45 кг/м3,
мольная масса газа Мг
= 10,5 кг/моль, мольный объем газа
vг
= 21,6 см3/моль,
мольная масса углеводородов Мк
= 83 кг/моль, мольный объем углеводородов
vк
= 96 см3/моль,
мольная масса масла Мж
= 170 кг/моль, плотность масла ж
= 1060 кг/м3,
вязкость масла ж
= 16,5 мПа.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №45

Тема курсового
проекта: Абсорбция углеводородов.

Спроектировать
абсорбер с ситчато-клапанными тарелками
и схему абсорбционной установки для
улавливания углеводородов из газа
маслом по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Производительность
по газовой смеси Vс
= 12,5 м3/с
(при нормальных условиях), концентрация
углеводородов в газе при нормальных
условиях: на входе в абсорбер сн
= 35.10-3
кг/м3;
на выходе ск
= 2.10-3
кг/м3,
начальное содержание углеводородов в
масле хн
= 0,15 % (масс.), их конечная концентрация

к
= 0,029 кг/(кг масла). Средняя температура
потоков в абсорбере 30
оС, давление
газа в абсорбере атмосферное. Уравнение
линии равновесия

= 2.
.
Коэффициент массопередачи Ky
= 0,16
кг/(м2.с).
Свойства потоков: средняя плотность
газа г
= 0, 45 кг/м3,
мольная масса газа Мг
= 10,5 кг/моль, мольный объем газа
vг
= 21,6 см3/моль,
мольная масса углеводородов Мк
= 83 кг/моль, мольный объем углеводородов
vк
= 96 см3/моль,
мольная масса масла Мж
= 170 кг/моль, плотность масла ж
= 1060 кг/м3,
вязкость масла ж
= 16,5 мПа.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №46

Тема курсового
проекта: Абсорбция углеводородов.

Спроектировать
абсорбер с жалюзийно-клапанными тарелками
и схему абсорбционной установки для
улавливания углеводородов из газа
маслом по следующим исходным данным.

Исходные
данные на проектирование:

Производительность
по газовой смеси Vс
= 12,5 м3/с
(при нормальных условиях), концентрация
углеводородов в газе при нормальных
условиях: на входе в абсорбер сн
= 35.10-3
кг/м3;
на выходе ск
= 2.10-3
кг/м3,
начальное содержание углеводородов в
масле хн
= 0,15 % (масс.), их конечная концентрация

к
= 0,029 кг/(кг масла). Средняя температура
потоков в абсорбере 30
оС, давление
газа в абсорбере атмосферное. Уравнение
линии равновесия

= 2.
.
Коэффициент массопередачи Ky
= 0,16
кг/(м2.с).
Свойства потоков: средняя плотность
газа г
= 0, 45 кг/м3,
мольная масса газа Мг
= 10,5 кг/моль, мольный объем газа
vг
= 21,6 см3/моль,
мольная масса углеводородов Мк
= 83 кг/моль, мольный объем углеводородов
vк
= 96 см3/моль,
мольная масса масла Мж
= 170 кг/моль, плотность масла ж
= 1060 кг/м3,
вязкость масла ж
= 16,5 мПа.с.

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №47

Тема курсового
проекта: Абсорбция двуокиси серы.

Сспроектировать
абсорбер с решетчатыми (провальными)
тарелками и схему абсорбционной установки
для очистки воздуха от двуокиси серы
SO2

Исходные
данные на проектирование:

Поглотитель
– вода; количество очищаемой газовоздушной
смеси Gc
= 2 кг/с; абсолютное давление P
= 9,8.104
Па; температура воды t
= 200С;
начальное содержание двуокиси серы в
воздухе vн
= 45 об.%;
содержание SO2
в воде на
входе в абсорбер xн
= 0 и на выходе из него xк
= 5 масс.%; степень извлечения SO2
из воздуха 
= 90%.

Данные о равновесных
концентрациях SO2
в воде и газе следующие:

(кг
SO2/кг
воды)

0,005

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

(кг
SO2/кг
воздуха):

0,0623

0,134

0,292

0,481

0,695

0,966

Расчет абсорбера провести по основному
уравнению массопередачи.

Задание №48

Спроектировать
скруббер с решетчатыми (провальными)
тарелками и схему абсорбционной установки
для поглощения паров ацетона из воздуха

Исходные
данные на проектирование:

Паровоздушная
смесь содержит vн
= 6%(об.)
ацетона, чистого воздуха в этой смеси
содержится Vв
= 5600 м3/час;
абсолютное давление P
= 9,8.104
Па; в скруббере улавливается 98,5% ацетона.
Поглотитель – вода, количество орошающей
воды L
= 10000 кг/час с содержанием ацетона хн
= 0, температура воды t
= 200С.
Уравнение линии равновесия Y*
= 1,68.X;
коэффициент массопередачи Ky
= 0,02 кмоль
ацетона/[м2.c(кмоль
ацетона/кмоль воздуха)].

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *