Поглощение происходит либо в результате растворения в абсорбенте, либо в результате химического взаимодействия. К абсорбентам предъявляют следующие требования: высокая абсорбционная способность; селективность; низкое давление паров; химическая инертность по отношению к конструкционным материалам; нетоксичность; огне-и взрывобезопасность. Для процесса важно следующее: необходимо, чтобы концентрация абсорбируемого пара была равна или больше равновесной концентрации этого пара над абсорбентом. Для возможности применения абсорбента он должен с достаточной скоростью поглощать хладагент и при одинаковых давлениях их температура кипения должна быть значительно выше температуры кипения хладагента. Наибольшее применение получили водоаммиачные абсорбционные установки, в которых аммиак является хладагентом, а вода - поглотителем (абсорбентом).Т.к. температура охлаждаемого помещения , то принимаем температуры рассола на входе и выходе из испарителя: и . Т.к. температура охлаждающей воды на входе в конденсатор , то принимаем температуру воды на выходе . По давлению и температуре определяем концентрацию раствора и его энтальпию . По давлению и по температуре определяем концентрацию слабого раствора и его энтальпию . Температура пара после дефлегматора должна на превышать температуру конденсации чистого агента при давлении .В качестве исходных данных имеем: количество дистиллята , массовое содержание аммиака в исходной смеси , массовое содержание аммиака в дистилляте , массовое содержание аммиака в кубовом остатке , флегмовое отношение , кратность циркуляции . Определяем молярные доли аммиака в исходной смеси, дистилляте и кубовом остатке. Для определения числа тарелок графическим методом строим диаграмму равновесия для бинарной смеси аммиак - вода. Принимая КПД тарелки ?т=0,5, определяем действительное число тарелок: Уравнения рабочих линий: а) верхней части колонны б) нижней части колонны Диаметр колонны: Принимаем диаметр колонны , тогда скорость пара в колонне будет равна: Высота тарелочной части колонны: , где - расстояние между тарелками.Тепловой расчет испарителя для охлаждения жидкого хладоносителя, рассола - раствора NH3 в воде, ведут по формуле: . Если заданная холодопроизводительность установки равна Qo , то с учетом тепловых потерь в окружающую среду тепловая нагрузка испарителя определится формулой: . Скорость движения рассола в трубах испарителя определяется по формуле: где - плотность рассола, - площадь сечения одного хода по трубам, определяется по формуле: здесь - внутренний диаметр труб испарителя, - общее число труб, - число ходов труб испарителя. Коэффициент теплопередачи испарителя определяется двумя методами, результаты которых сравнивают. Коэффициент теплопередачи: где - поверхность теплообмена испарителя; определяется по типоразмеру испарителя, - средняя разность температур между аммиаком и рассолом, определяется по выражению: где - температура испарения аммиака.Так как в тракт подачи исходной смеси в генератор входит теплообменник раствора, то нам необходимо выполнить конструктивный расчет данного теплообменника. затраты напора для преодоления гидростатического столба жидкости (у нас теплообменник включен в замкнутую сеть, а значит =0); значит: , , , здесь: - коэффициент сопротивления трения; , то коэффициент сопротивления трения определяем по формуле Никурадзе: ; тогда: ; Т.к , то коэффициент сопротивления трения определяем по формуле Никурадзе: ; Т.
План
Содержание
Введение
1. Термодинамический расчет цикла
2. Тепловой расчет генератора
3. Расчет испарителя
4. Гидравлический расчет тракта подачи исходной смеси в генератор
Литература
Введение
Абсорбция - поглощение газа в объеме, а так же избирательное поглощение одного или нескольких компонентов газовой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Поглощение происходит либо в результате растворения в абсорбенте, либо в результате химического взаимодействия. В 1-м случае процесс называется физической абсорбцией, во 2-м - хемабсорбцией.
Абсорбентами служат однородные жидкости, либо растворы активного компонента в жидком растворителе.
К абсорбентам предъявляют следующие требования: высокая абсорбционная способность; селективность; низкое давление паров; химическая инертность по отношению к конструкционным материалам; нетоксичность; огне- и взрывобезопасность.
С технологической точки зрения, лучшими являются те абсорбенты, расход которых для определенного процесса наименьший, т.е. в котором растворимость поглощаемого вещества выше. Поэтому абсорбенты выбирают по данным о растворимости в них поглощаемых веществ.
Физическая абсорбция газа чаще всего сопровождается выделением теплоты, следовательно, что в результате повышения температуры абсорбента возможно резкое понижение растворимости газа. Поэтому для поддержания производительности абсорбента прибегают к его охлаждению.
Принцип действия абсорбционных холодильных установок.
Преимущество абсорбционной холодильной установки передкомпрессионной является использование для выработки холода тепловой энергии как низкого, так и среднего потенциала.
В процессе абсорбции температура пара может быть ниже температуры абсорбента, поглощающего пар. Для процесса важно следующее: необходимо, чтобы концентрация абсорбируемого пара была равна или больше равновесной концентрации этого пара над абсорбентом.
Для возможности применения абсорбента он должен с достаточной скоростью поглощать хладагент и при одинаковых давлениях их температура кипения должна быть значительно выше температуры кипения хладагента.
Наибольшее применение получили водоаммиачные абсорбционные установки, в которых аммиак является хладагентом, а вода - поглотителем (абсорбентом). Аммиак сильно растворяется в воде. При 00С в одном объеме воды растворяется 1148 объемов парообразного аммиака.
Абсорбция жидкого аммиака в воде сопровождается выделением тепла (750 КДЖ на 1 кг аммиака). Еще больше аммиака выделяется при растворении паров аммиака, т.к. происходит выделение теплоты парообразования (1250 КДЖ/кг).
При нагревании водоаммиачного раствора происходит не только выделение паров аммиака, но и испарение воды. Пока температура низкая - выделяется в основном пар аммиака. Состав смеси паров первоначальной стадии отличается преобладанием аммиака, в дальнейшем количество водяных паров начинает расти.
В генераторе за счет подогрева происходит выпаривание аммиачного раствора, в результате чего, образуется аммиачный пар с незначительной примесью воды. Вследствие чего, содержание аммиака в растворе может уменьшаться, если его не пополнять крепким концентрированным раствором. Полученный пар попадает в конденсатор, где за счет внешнего охлаждения превращается в жидкость. Жидкий аммиак идет в регулирующий вентиль, где происходит понижение давления с частичным испарением жидкого аммиака и понижением его температуры. Далее аммиак поступает в испаритель, где он переходит в паровую фазу за счет тепла, подводимого хладоносителем. Пары аммиака поступают в абсорбер, где поглощаются слабым раствором, поступающим из генератора. Для возможности непрерывности процесса теплоту абсорбции отводят с помощью охлаждающей воды. В результате в абсорбере образуется крепкий аммиачный раствор, который насосом перекачивается в генератор. А взамен его из генератора через вентиль в абсорбер подается слабый раствор. Т.е., в простой абсорбционной установке имеется 2 аппарата, в которых тепло подводится к рабочему телу извне (генератор и испаритель) и 2 аппарата, в которых тепло отводится от рабочего тела (конденсатор и абсорбер).
Аппараты абсорбционной холодильной установки.
Генераторы для абсорбционных холодильных установок выполняются в виде горизонтальных или вертикальных кожухотрубных аппаратов или же в виде элементных двухтрубных аппаратов.
На рисунке изображен трубчатый генератор с ректификационной колонной, обогреваемой дымовыми газами. В межтрубном пространстве кипит аммиачная смесь. Эта смесь поступает в аппарат через ректификационную колонну.
Если аппарат вертикальный, то газ или греющий пар поступает в межтрубное пространство, а раствор кипит в трубах. Исходный раствор поступает в ректификационную колонну, расположенную над греющей поверхностью. Колонны генераторов в качестве насадок используют тарелки или кольца Рашига.
В элементных генераторах греющий пар или газ движется внутри трубок, а водоаммиачный раствор кипит в межтрубном пространстве. Этот аппарат имеет выносной ректификатор, в некоторых случаях и дефлегматор.
Абсорберы выполняются как горизонтальными, так и вертикальными пленочными (противоточные). В горизонтальных оросительных абсорберах раствор поступает в аппарат сверху и орошает трубки, внутри которых циркулирует охлаждающая вода. Снизу подается пар, который поглощается раствором. Крепкий раствор в абсорбере отводится из нижней части.
Остальные аппараты (конденсатор, дроссельный вентиль, испаритель, теплообменники) не имеют принципиального отличия от аппаратов для компрессионной холодильной установки рассмотренной ранее.
Водоаммиачные машины холодильной мощностью 1,16 МВТ с температурой охлаждения 258 К работают на паре из отбора турбин ТЭЦ, на заводах искусственного волокна, на машиностроительных заводах и используются в строительстве.
Список литературы
1. Лебедев П.Д., Щукин А.А. "Теплоиспользующие установки промышленных предприятий", "Энергия",1970г.
2. Лебедев П.Д. "Теплообменные сушильные и холодильные установки", "Энергия", 1972г.
3. Романков П.Г. и др. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи): Учебное пособие для вузов. СПБ.: Химия, 1993
4. "Справочник химика", "Химия",1966г.
5. "Справочник холодильщика", "Машгиз", 1962г.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
