1   2   3   4
Ім'я файлу: attach_16511478123068.docx
Розширення: docx
Розмір: 2442кб.
Дата: 28.04.2022
скачати
Пов'язані файли:
сітян анюта.docx
рыболовный трауллер.docx
записка.doc
File 4.docx
110 механизм.doc
110 зуб..doc
детали машин.docx
310 зубчатый механизм.docx
gerasimov_vi_ribalko_vp_svinarstvo_i_tekhnologiia_virobnitst.pdf
записка+.docx

1.2 Опис технологічної схеми установки



На рисунку 1.17 представлена принципова схема абсорбції.

Газ на абсорбцію, перед тим як пройти через газодувки 2, потрапляє в холодильник 1.

Після газодувки газ прямує в нижню частину колони 3, де рівномірно розподіляється перед надходженням на контактний елемент - насадку.


Рисунок 1.17 – Принципова схема процесу

Абсорбент (вода) з проміжної ємності 10 насосом 11 подається в верхню частину колони і рівномірно розподіляється по поперечному перерізі абсорбера за допомогою зрошувача 5.

У колоні здійснюється протитечійна взаємодія газу і рідини.

Газ після абсорбції, пройшовши бризковідбійник 4, виходить з колони.

Абсорбент стікає через гідрозатвор в проміжну ємність 14, звідки насосом 13 направляється на регенерацію в десорбер 8 після попереднього підігріву в теплообміннику-рекуператорі 12.

Вичерпання поглиненого компонента з абсорбенту проводиться в кубі 9, що обігрівається насиченою водяною парою.

Перед подачею на зрошення колони абсорбент, пройшовши теплообмінник-рекуператор 12, додатково охолоджується в холодильнику 6.

1.3 Основний принцип роботи апарата



Будову насадочного абсорбера показано на рисунку 1.18.

Він має циліндричний вертикальний корпус 1.

Усередині корпусу встановлена одна або кілька опорно-розподільних решіток 2 під насадку. число шарів насадки 3 відповідає числу опорно-розподільних решіток.



Рисунок 1.18 – Адсорбер насадкового типу: 1 - корпус апарату; 2 - опорно-розподільні решітки під насадку; 3 - шари насадки; 4 - розподільний пристрій; 5 – перерозподільний пристрій. Штуцери: 6 - для входу вихідної газової суміші (ВГС); 7 - для виходу очищеної газової суміші (ОГС); 8 - для входу свіжого абсорбенту (са); 9 - для виходу відпрацьованого абсорбенту (ва); 10 - опора

Насадкою є тверді тіла, що завантажуються в апарат невпорядковано або впорядковано (використовуємо керамічні кільця Рашига 35×35×4 мм ).

Насадка (тверді тіла різної форми, конфігурації, з різних матеріалів) використовується для утворення на своїй поверхні плівки рідини. Поверхня цієї плівки в свою чергу є поверхнею контакту фаз при роботі апарату.

Газ при роботі абсорбера рухається в зазорах (пустотах) між насадочними тілами і всередині їх протитечійно відносно рідини.

Для рівномірного розподілу рідини по перерізу апарату над верхнім шаром насадки встановлюється розподільний пристрій 4.

Перерозподільні пристрої 5 встановлюються в апаратах, в яких насадка секціонована по висоті на кілька шарів.

Секціонування насадки по висоті виконують для усунення наслідків пристінкового ефекту - концентрування потоку рідини в приосьовій зоні апарату з рухом переважної частини газу в пристінковій зоні. Пристінковий ефект істотно знижує інтенсивність взаємодії фаз.

Секціонування насадки по висоті на практиці здійснюють в тому випадку, якщо її загальна висота перевищує діаметр апарату в три і більше разів.

У той же час висота одного шару насадки не може бути більше 8 м (з умов допустимого навантаження на опорно-розподільну решітку і запобігання деформування і руйнування насадок тіл в нижній частині шару).

Насадковий абсорбер має наступні основні технологічні штуцери:

- для входу вихідної газової суміші (ВГС) 6, розташований в нижній (кубовій) частини корпусу нижче нижньої опорно-розподільчої решітки;

- для виходу очищеної газової суміші (ОГС) 7, виконаний у верхній кришці корпусу апарату;

- для входу свіжого абсорбенту (са) 8, виконаний у верхній частині корпусу вище верхнього шару насадки на рівні розподільного пристрою;

- для виходу відпрацьованого абсорбенту (ва) 9, виконаний в днищі корпусу апарату.

Працює насадковий абсорбер наступним чином.

Свіжий абсорбент через штуцер 8 подається в розподільний пристрій 4 і зрошує насадку.

Абсорбент під дією сили тяжіння стікає по насадці вниз.

Вихідна газова суміш надходить в апарат через штуцер 6 і рухається по каналах в насадці знизу вгору.

При взаємодії рідкої і газової фаз відбувається поглинання абсорбатів абсорбентом.

Відпрацьований абсорбент, насичений абсорбатами, відводиться з абсорбера через штуцер 9.

Очищена газова суміш покидає апарат через штуцер 7.
2. Технологічна частина

2.1 Технологічний розрахунок

2.1.1 Вихідні дані до розрахунку

Вихідні дані:

  • Продуктивність за вихідною сумішшю (у розрахунку на нормальні умови);

  • Температура в колоні 20° С;

  • Тиск в колоні 2,1ат;

  • Початковий вміст HCl у газовій суміші 185 г/м3;

  • Ступінь поглинання 92 %;

  • Ступінь насичення абсорбенту 92%;

  • Абсорбент –вода;

  • Тип насадки – керамічні кільця Рашига 35×35×4 мм/


2.1.2 Визначення масових та об’ємних витрат газів в абсорбері

Знаючи об’ємну витрату газової суміші в нормальних умовах, можна знайти за рівнянням Клапейрона її об’ємну витрату в робочих умовах на вході в абсорбер:



де – атмосферний тиск.

Підставивши відомі величини отримаємо:



Використовуючи це саме рівняння, можна визначити густину газу,що поглинається, і повітря в робочих умовах:





де і - густини газу, що поглинається, і повітря в нормальних умовах ( , ); - мольна маса газу, що поглинається (Для НСl = 36,5 ) (для повітря беруть





Масову та об’ємну витрати газу, що поглинається, на вході в абсорбер визначаємо за формулами:





Отримаємо:





Абсолютну мольну (об’ємну) частку компонента, що поглинається, у вихідній газовій суміші визначають за формулою





Густину двокомпонентної газової суміші знаходять за формулою





Масові витрати вихідної газової суміші та повітря (інертного носія) визначають за формулами:



.

Підставивши відомі величини отримаємо:





Відносні мольна і масова частки компонента, що поглинається, у вихідній газовій суміші визначають за формулами:





Отримаємо:





Масові витрати абсорбованого і непоглиненого компонента в газовій суміші на виході з апарата обчислюють за формулами:





Підставивши відомі величини отримаємо:





Відносну масову частку компонента, що поглинається, в газовій суміші на виході з апарата визначають за формулою:



Маємо:



2.1.3 Побудова рівноважної та робочої ліній процесу абсорбції

Для побудови рівноважної та робочої ліній процесу абсорбції на X-Y-діаграмі потрібно знайти рівноважну і робочу відносні масові частки компонента, що поглинається, в рідині на виході з апарата. Відносна мольна частка компонента, що поглинається, в рідині, яка перебуває в рівновазі з вихідною газовою сумішшю, визначається зазалежністю, одержаною на основі спільного розв’язання рівнянь, які виражають закони Генрі та Дальтона:



де Е – коефіцієнт Генрі, що залежить від температури, властивостей газу, що поглинається, і абсорбенту, який має розмірність тиску (Е = 0.279 МПа).

Попередньо переведемо тиск в технічних атмосферах в МПа, отримаємо:



Тоді маємо:



Рівноважна відносна масова частка компонента, що поглинається, в рідині на виході з апарата визначається за формулою



де – мольна маса рідкого поглинача, кг/кмоль (для води ):



Під час побудови кривої рівноваги необхідно враховувати, що розчинення газів супроводжується виділенням теплоти, внаслідок цього підвищується температура поглинача і знижується розчинність газу.

Температура абсорбенту в нижній частині колони з урахуванням диференціальної теплоти розчинення газу і концентрації поглиненої речовини визначається за формулою:



де – диференціальна теплота розчинення газу, кДж/кг (вибираємо за табл. А.2 [1], для хлористого водню );

– теплоємність абсорбенту, , для води маємо ;

– початкова відносна масова частка компонента, що поглинається, в абсорбенті (оскільки на зрошення колони подається вода, яка не містить компонента, що поглинається, ).

Попередньо приймаємо

Тоді отримаємо:



Різниця між та становить , тому побудову кривої рівноваги для системи «хлористий водень – вода» будемо виконувати за наступною методикою.:

  1. в 1-му наближенні температуру рідини в нижній частині колони приймаємо близькою до ;

  2. для взятої температури визначимо коефіцієнт Генрі та розрахуємо мольну і масову рівноважні відносні частки компонента, що поглинається, в рідині на виході з апарата;

  3. розрахуємо температуру абсорбенту в нижній частині колони з урахуванням диференціальної теплоти розчинення газу і концентрації поглиненої речовини;

якщо розбіжність між і перевищує , то беремо і продовжуємо розрахунок, починаючи з пункту 2. Результати визначення температури абсорбенту в нижній частині колони в різних наближеннях занесемо в табл.2.1;

  1. якщо різниця між і становитиме не більше ніж , то задаємо 8–10 значень поточної концентрації через рівні проміжки в інтервалі від 0 до ;

  2. обчислимо температури , що відповідають вибраним значенням поточних концентрацій;

  3. за таблицею А.1 [1] визначимо значення константи Генрі для поточних значень температур;

  4. розраховуємо рівноважні відносні мольні частки компонента, що поглинається, в рідкій і газовій фазах;

  5. результати розрахунків зведемо у таблицю (табл. 2.2), за даними якої побудуємо криву розчинності газу в рідині з урахуванням впливу температури (рис. 2.1).

Таблиця 2.1 – Результати визначення температури абсорбенту в нижній частині колони в різних наближеннях

Величина
Значення

Перше наближення



40



0,303



0,042



0,085



44,87



4,87 > 1-2°C

Друге наближення



44,87



0,304



0,042



0,085



44,79



0,08 < 1-2°C

Таблиця 2.2 – Розрахункові дані для побудови рівноважної лінії

Шукана величина і розрахункова формула
0
0,0106
0,0213
0,0319
0,0425
0,0531
0,0638
0,0744
0,0850

Температура рідини,

20
23,11
26,22
29,33
32,45
35,56
38,67
41,78
44,79

Коефіцієнт Генрі, МПа, за табл. А.1

0,279
0,2829
0,2867
0,2906
0,2941
0,266
0,2996
0,3024
0,3041

Відносна мольна частка газу, що погли-

нається, в рідкій фазі, кмоль/кмоль H2O,



0
0,0052
0,0105
0,0157
0,0210
0,0262
0,0314
0,0367
0,0419

Рівноважна відносна мольна частка ком-

понента, що поглинається, в газовій фазі,

кмоль/кмоль пов.,

0
0,0072
0,0146
0,0222
0,0299
0,0338
0,0457
0,0538
0,0619

Рівноважна відносна масова частка ком-

понента, що поглинається, в газовій фазі,

кг/кг пов.,

0
0,0091
0,0184
0,0279
0,0377
0,0426
0,0575
0,0678
0,0779

Знаючи ступінь насичення абсорбенту – 92 %, і визначивши рівноважну відносну масову частку поглинаючого компонента в рідині на виході з апарату, ми можемо визначити :

:

За аналогічною методикою, що викладена в п.6-8 визначаємо рівноважну відносну масову частку компонента, що поглинається, в газовій фазі:











Робоча лінія являє собою пряму, що проходить через точки з координатами та ( (рис. 2.3).



Рисунок 2.1 – Робоча (АВ) і рівноважна (ОС) лінії абсорбера
2.1.4 Розрахунок витрати абсорбенту

Витрата рідкого поглинача визначається з рівняння матеріального балансу процесу абсорбції за компонентом, що поглинається. При складанні цього рівняння мається на увазі, що інертний газ і поглинач не беруть участі в процесі масообміну, та їх масові витрати не змінюються за висотою апарата (рис. 2.4).



Рисунок 2.2 – Розрахункова схема до складання рівнянь матеріального балансу абсорбера

Тоді



Підставимо відомі величини і отримаємо:



З цього рівняння визначимо витрату абсорбенту за формулою:



  1. 1   2   3   4

    скачати

© Усі права захищені
написати до нас