Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Февраля 2013 в 08:14, курсовая работа
Во многих химических производствах используются и получаются газообразные продукты, представляющие собой гомогенные смеси. Часто приходится из таких смесей выделять какой-либо продукт в чистом виде или разделять смесь на составляющие ее компоненты. Одним из видов такого разделения является процесс абсорбции.
Абсорбцией называют процесс поглощения газа жидким поглотителем – абсорбентом, в котором газ растворим в той или иной степени. Обратный процесс – выделение растворенного газа из раствора – носит название десорбции.
В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) 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). Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.
Введение
4
1
Характеристика процесса абсорбции
5
2
Устройство и принцип действия абсорбционных аппаратов
8
2.1
Насадочные абсорберы
9
2.2
3
4
Выбор насадок
Описание технологической схемы
Технологический расчет
11
15
16
4.1
Построение рабочей линии, кривой равновесия и определение числа теоретических тарелок
16
4.2
Материальный баланс установки
19
4.3
Тепловой баланс установки
21
5
Конструктивный расчет
23
5.1
5.2
Определение скорости газа и диаметра колонны
Расчет высоты насадочной колонны
23
25
5.3
5.4
5.5
Расчет диаметра штуцеров
Подбор крышки и днища
Расчет массы аппарата и подбор опоры
Заключение
Список использованной литературы
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.
Определяем диаметр штуцеров по формуле (36)
(36)
где V – объемный расход проходящего по колонне газа или поглотителя, м3/с;
ω – скорость движения газа или поглотителя в штуцере.
Согласно [3, с. 26] принимаем скорость движения жидкости в штуцере ω = 2,0 м/с, скорость движения газа ω = 20 м/с.
Производительность колонны велика, поэтому для подачи и отвода газового потока предусмотрим два штуцера.
Для подачи поглотителя и отвода насыщенного поглотителя предусмотрим два штуцера.
К проектированию, согласно [2, с. 235] для подачи и отвода газовой смеси примем трубопровод из углеродистой стали. Уточняем диаметры штуцеров и толщину стенок. Данные представлены в таблице 3.
Таблица 3
Номер штуцера |
1 |
2 |
3 |
4 |
Толщина стенки |
12 |
12 |
12 |
12 |
Наружный диаметр |
600 |
800 |
600 |
800 |
5.4 Подбор крышки и днища
Согласно [4, с. 209] из ряда стандартных элементов для данной колонны подбираем крышку и днище эллиптические отбортованные стальные по ГОСТ 6533–53. Технические характеристики данных элементов указаны в таблице 4.
Таблица 4
Параметры |
Крышка |
Днище |
Внутренний диаметр |
1200 |
1200 |
Высота борта |
50 |
50 |
Высота эллиптической части |
300 |
300 |
Внутренняя поверхность |
1,75 |
1,75 |
Внутренняя ёмкость |
0,283 |
0,283 |
Толщина стенки |
6 |
6 |
Масса |
78,9 |
78,9 |
5.5 Расчет массы аппарата и подбор опоры
Определяем массу данной колонны по формуле (37)
(37)
где ρст – плотность стали, кг/м3.[8, с. 301]
Определяем массу насадки по формуле (38)
(38)
где Vнас – объем насадки, м3
Находим объем насадки по формуле (39)
Тогда масса насадки будет равна
Пользуясь формулой (40) определяем массу максимальной загрузки в колонну
(40)
Массу максимальной нагрузки на опоры определим, пользуюсь формулой (41)
(41)
Переведем массу максимальной нагрузки в меганьютоны, используя формулу (42)
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, размещаемые на открытых площадках, оснащают юбочными опорами - цилиндрическими или коническими. Чаще всего юбочные опоры применяют для аппаратов колонного типа.
Из [3, с. 403] для установки данной колонны принимаем юбочную коническую опору.