Проект абсорбционной установки - Курсовая работа

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» Кафедра промышленной экологии процессов и аппаратов химических производств В данной курсовой работе рассчитано и подобрано по каталогам основное (абсорбер) и вспомогательное (теплообменник, вентилятор) оборудование для насадочной абсорбционной установки.Получение тех или иных продуктов химической промышленности связано с проведением процессов абсорбции, ректификации. Перед данными процессами стоят широкие перспективы, особенно перед абсорбцией. Абсорбцией называется процесс избирательного поглощения компонентов из газовой или паровой смеси жидким поглотителем, в котором данный компонент растворим. Абсорбция, как правило, означает поглощение газов в объеме жидкости или реже твердого тела. Поверхность контакта фаз в поверхностных абсорберах создается за счет фиксированной поверхности либо зеркала жидкости (собственно поверхностые абсорберы), либо текущей пленки жидкости (пленочные абсорберы), то есть поверхность контакта фаз в аппарате в известной степени определяется площадью элемента аппарата (например, насадки), хотя обычно и не равна ей.Газ на абсорбцию, перед тем как пройти через газодувку 2, попадает в холодильник 1. После газодувки газ направляется в нижнюю часть колонны 3, где равномерно распределяется перед поступлением на контактный элемент - насадку. Абсорбент из промежуточной емкости 10 насосом 11 подается в верхнюю часть колонны и равномерно распределяется по поперечному сечению абсорбера с помощью оросителя 5.Геометрические размеры массообменного аппарата определяются, в основном, поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.Массу аммиака, переходящего в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени, находят из уравнения материального баланса Найдем начальную концентрацию аммиака в газе, для этого переведем объемные доли в относительные массовые концентрации (доли) [2._таб. Подставив данные в формулу (3.1), находим Найдем конечную концентрацию аммиака в газе, для этого переведем объемные доли в относительные массовые концентрации (доли)[2], тогда ; Определим расход инертной части газа по формулеСредняя движущая сила рассчитывается по формуле и равновесная начальная и конечная массовая концентрация аммиака (воздухе), находится по графику[приложение А];Коэффициент массопередачи находят по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивленийДиаметр абсорбционной колонны D (в м)рассчитывают по уравнению расхода для газового потока объемный расход аммиачно-воздушной смеси [по заданию]; скорость газа, отнесенного к полному поперечному сечению колонны (фиктивная), ; Скорость газа находят следующим путем. Сначала рассчитывают фиктивную скорость газа w3 в точке захлебывания по уравнению (при )Плотность орошения (скорость жидкости) рассчитывается по формуле Площадь поперечного сечения абсорбера рассчитывается по формуле Подставляя данные в формулу (19), получим Подставляя полученные данные в формулу (18), получим Для насадочных абсорберов минимальную эффективную плотность орошения находят по соотношениюКоэффициент диффузии аммиака в воздухе можно рассчитать по уравнению Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке рассчитывается по формуле Динамический коэффициент вязкости газовой смеси определяется по формуле Мольная масса смеси газов рассчитывается по формуле Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы рассчитывается по формулеПоверхность массопередачи в абсорбере равна Подставляя данные в формулу (42), получим Высоту насадки, необходимую для создания этой поверхности массопередачи, рассчитываем по формуле Расстояние между днищем абсорбера и насадкой определяется необходимостью равномерного распределения газов по поперечному сечению колонны. Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера зависит от размеров распределительного устройства для орошения насадки и от высоты сепарационного пространства (в котором часто устанавливают каплеотбойные устройства для предотвращения брызгоуноса из колонны).Гидравлическое сопротивление обуславливает энергетические затраты на транспортировку газового потока через абсорбер. Величину рассчитывают по формуле гидравлическое сопротивление сухой (не орошаемой жидкостью) насадки, ; Гидравлическое сопротивление сухой насадки определяют по уравнению Коэффициент сопротивления беспорядочно насыпанных кольцевых насадок можно рассчитать по формулеОпределяем среднюю температуру газовой смеси по формуле Подставляя данные в формулу (47), получим С учетом потерь холода в размере расход теплоты рассчитывается по формуле Подставляя полученные данные в формулу (48), получим Объемный расход газовой смеси определяется по формулеРасчет трубопровода начинаем с расчета диаметра трубопровода. Подбираем стандартный наружный диаметр трубопровода [2], , толщина стенки которого , ; Уточняем скорость газа в трубопроводе по формуле Разобьем наш трубопровод на две части.

Содержание

Введение

1. Принципиальная схема абсорбционной установки

2. Расчет насадочного абсорбера

2.1 Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя

2.2 Движущая сила массопередачи и число единиц переноса

2.3 Коэффициент массопередачи

2.4 Скорость газа и диаметр абсорбера

2.5 Плотность орошения и активная поверхность насадки

2.6 Расчет коэффициентов массоотдачи

2.7 Поверхность массопередачи и высота абсорбера

2.8 Расчет гидравлического сопротивления абсорбера

3. Расчет вспомогательного оборудования

3.1 Расчет теплообменника

3.2 Расчет трубопровода

3.3 Расчет вентилятора

Заключение

Библиографический список