Проект абсорбционной установки - Курсовая работа

Федеральное агентство по образованию РФ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»В данной курсовой работе приведены результаты разработки абсорбционной установки по улавливанию SO2 из его смеси с воздухом производительностью 1000 м3/час по воздуху.В химической технологии широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Путем переноса одного или более компонентов из фазы в фазу можно разделять как гетерогенные, так и гомогенные системы (газовые смеси, растворы жидкостей и др.), причем наиболее часто процессы массопередачи используются для разделения гомогенных систем. Абсорбция - поглощение газов или паров из газовой или парогазовой смеси жидкими поглотителями (абсорбентами), т. е. процесс разделения, характеризуемый переходом вещества из газовой фазы в жидкую. При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив) не взаимодействует химически с абсорбентом. Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.Массу серы M, кг/с переходящего в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени, находят из уравнения материального баланса Выразим составы фаз, нагрузки по газу и жидкости в выбранной для расчета размерности Подставив значения в формулу (1.2), получим Подставив значения в формулу (1.3), получим Подставив значения в формулу (1.6), получимДвижущая сила в единицах концентрации газовой фазы, ?YСР, кг SO2/кг возд. рассчитываем по формуле Подставив значения в формулу (1.12), получим Подставив значения в формулу (1.13), получимВыбираем регулярную насадку - керамические кольца Рашига размером 50х50х5; удельная поверхность насадки а = 110 м2/м3; свободный объем ? = 0,735 м3/м3; эквивалентный диаметр dэ=0,027 м; насыпная плотность p = 650 кг/м3; число штук в 1 м2 = 8500.Диаметр абсорбционной колонны D (в м) рассчитываем по уравнению расхода для газового потока скорость газа, отнесенная к полному поперечному сечению колонны, м/с. Сначала рассчитываем фиктивную скорость газа з в точке захлебывания (инверсии) по уравнению при (рж >>рг) Затем определяем рабочую скорость газа , принимая для абсорберов, работающих в пленочном режиме Подставив значения в формулу (1.17), получим м/сДля регулярных насадок коэффициент массоотдачи в газовой фазе , м/с находят из уравнения Коэффициент диффузии серы в газовой фазе, Dy, м2/с рассчитываем по формуле Подставив значения в формулу (1.21), получим м2/с Подставим значения в формулу (1.20), получим Коэффициент диффузии Dж, м2/с при температуре t связан с коэффициентом диффузии D20, м2/с при температуре 270С.Поверхность массопередачи F, м2 в абсорбере рассчитываем по формуле Подставив значения в формулу (1.26), получим Высоту единиц переноса рассчитываем по формуле Подставив значения в формулу (1.27), получим Высота насадки, Нн, м необходимая для создания этой поверхности массопередачи рассчитывается по формулеДля охлаждения газовой смеси принимаем артезианскую воду с температурой 50С. Большая разность температур в теплообменнике тб,0С, находится по формуле тб =t1н-t1к, (2.1) где t1н,t1к - начальная и конечная температуры воздушной смеси,0С. Подставив значения в формулу (2.1), получим тб =150-50=100 0С Меньшая разность температур в теплообменнике, тм ,0С, находится по формуле тм =t2к-t2н, (2.2) где t2н,t2к - начальная и конечная температуры воды,0С.Расход теплоты Q,Вт, при нагреве воды определяем по формуле Подставив значения в формулу (2.6), получимПо таблице 4.8 [1] минимальное значение теплопередачи случая теплообмена от газа к жидкости (холодильники Kmin=10 Вт/(м2?К)) Принимаем вид теплообмена для вынужденного движения жидкости.Ориентировочно рассчитываем коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке 1’, Вт/м2?К по формуле Определим критерий Нуссельта, Nu, для воздуха по формуле Nu = 0,18Re0,8, (2.11) где Re - критерий Рейнольдса,Re, для воздуха, определяется по формуле Подставив значения в формулу (2.12), получим Подставив значения в формулу (2.11), получимПлощадь поверхности теплопередачи Fp’,м2 определяем по формуле Принимаем аппарат с длиной труб 1,5 м, при этом площадь поверхности теплообмена одного аппарата, F, м2 по среднему диаметру труб составитПодставив значения в формулу (2.31), получим N=13,2/6,72=2,3 штПри заданном расходе V=1,6 м3/с принимаем ориентировочное значение скорости воздуха в трубопроводе W=15 м/с, диаметр трубопровода, dop, м, составит dop= , (3.1) где V-производительность установки по воздуху, м3/с; Подставляя значения в формулу (3.1), получим dop= мОпределим расход воды в абсорбере V, м3/с по формуле Подставляя значения в формулу (3.3), получим м3/с При полученом расходе V=0,0016•10-3 м3/с принимаем скорость воды 1,5 м/с, диаметр трубопровода, dop, м, составит dop= , (3.4) где V-производительность установки по воде, м3/с;Гидравлическое сопротивление вентилятора, ?pв, Па, рассчитываем по формуле ?pв=?pтр ?pт ?pа, (4.

Содержание

Введение

1. Расчет абсорбера

1.1 Расчет массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя

1.2 Расчет движущей силы массопередачи

1.3 Расчет коэффициента массопередачи

1.4 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера

1.5 Расчет коэффициентов массоотдачи

1.6 Расчет поверхности массопередачи и высоты абсорбера

2. Расчет холодильника

2.1 Расчет температурного режима холодильника

2.2 Расчет тепловой нагрузки аппарата

2.3 Расчет максимальной поверхности теплопередачи

2.4 Расчет коэффициента теплопередачи

2.5 Расчетная площадь поверхности теплопередачи

2.6 Необходимое число аппаратов

3. Расчет трубопроводов

3.1 Расчет трубопровода для воды

3.2 Расчет трубопровода для воздуха

4. Расчет центробежного насоса

4.1 Расчет полного гидравлического сопротивления вентилятора

4.2 Выбор вентилятора для подачи воздуха

Заключение

Список использованных источников