Проект абсорбционный установки

 

 

Действительная скорость в колонне не превышает предельную.

Для выбранной тарелки.

 

2.3 Определение высоты  колонны

 

Высота насадочной колонны определяется по формуле:

 

H=Hm+h1+h2

 

где Нт – высота тарельчатой части колонны, м;

h1, h2, – высота соответственно сепарационной части колонны и нижней части колонны , м.

 

Hm=(n-1) ·h

 

где n- необходимое число тарелок, h =0,6 м – расстояние между тарелками.

Расстояние между днищем абсорбера и тарельчатой частью h2 определяется необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению колонны:

 

h2=(1…1,5) ·D=1,0 ·1,58=1,58

 

Расстояние от верха тарелки до крышки абсорбера зависит от размеров распределительного устройства для орошения тарелок и от высоты сепарационного пространства, в котором часто устанавливают каплеотбойники для предотвращения брызг уноса из колонны.                    

 Принимаем h1 = 2,7 м.

Рассчитаем коэффициент массопередачи:

 

 

где m – коэффициент распределения компонента по фазам m=1,73.

Коэффициент массоотдачи в газовой и жидкой фазах:

 

 

где wг – скорость газа, м/с; - гидравлическое сопротивление жидкости на тарелке, Па.

Гидравлическое сопротивление жидкости на тарелке определяется по формуле:

 

где к – отношение плотности пены к плотности жидкости (при расчетах к=0,5 [1, с.229]); hпер = 75 мм – высота сливного порога (конструктивная особенность тарелки, определяемая по каталогу [11, с.16]). - высота уровня жидкости над сливным порогом, м.

 

Δh=(Vж/1,85 )2/3=(1,81/1,85 )2/3=0,91

 

где Vж – объемный расход жидкости, м3/с; П=2,25 м- периметр сливной перегородки (величина, принимаемая по каталогу [11, с.17]).

 

Δρx=1,3 9,81 0,5 1000

 

Число единиц переноса одной тарелки:

 

 

где = 3,27 м2- рабочая площадь тарелки, - количество газа

 

поступающего в колонну, кг/с.

 

3,27/3,9=0,091

 

Определяем величину Су:

 

Сy=2,718n=2,7810,091=1,097

 

Величина отрезков на вертикалях диаграммы у-х между линией рабочих концентраций и вспомогательной кинетической кривой:

 

На линии рабочих концентраций наносят ряд точек А1, А2, А3 и тд., а на линии равновесия соответствующие им точки С1, С2, С3 и тд. Пользуясь полученными равенствами находим на отрезках А1С1, А2С2 и тд. Точки В1, В2 и тд. Проводим через полученные точки В1, В2 и т.д. линию. Полученная линия является вспомогательной кинетической кривой. Из точки В2 в пределах заданных рабочих концентраций между линией рабочих концентраций и кинетической кривой строят ломанную линию. Полученное число ступеней дает необходимое для заданных условий число тарелок.

Таким образом необходимое число тарелок составит n=15.

Расчетная высота абсорбера:

 

H=Hm+h1+h2=(n-1)h+h1+h2=(15-1) 2,01+2,7=13,11

 

Истинная высота абсорбера определяется конструктивно по проектному чертежу общего вида.

 

2.4 Расчет гидравлического  сопротивления колонны

 

Гидравлическое сопротивление обуславливает энергетические затраты на транспортировку газового потока через абсорбер [6, с.201].

Для тарельчатых колонн гидравлическое сопротивление всех тарелок равно сумме сопротивления сухой тарелки Δρ1, сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения Δρ2, и сопротивления газожидкостного слоя на тарелке Δρ3:

 

Δρ= Δρ1 +Δρ2+ Δρ3

 

Сопротивление сухой тарелки:

 

Δρ=ζ ρг ω02/2

ω0=a

где ω0 - скорость газа в отверстиях тарелки, м/с; ζ- коэффициент

сопротивления, зависящий от типа тарелки [1, с.228], а =0,65 поправочный

коэффициент для ситчатых тарелок, l – высота слоя жидкости на тарелке, м.

 

ω0=0,65

Δρ1=1,45 1,32 12,742/2=155,3

 

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

 

Δρ2=4σ/d

 

где = 58,9*10-3 - поверхностное натяжение жидкости, Н/м [5, с. 812]; dэ = 0,005 м – эквивалентный диаметр отверстия [11. с. 17].

 

Δρ2=4 58,9 10-3 0,005=47,12

 

Гидравлическое сопротивление столба жидкости на тарелке определяется по формуле:

 

Δρ3=1,3

 

Δρx=1,3 9,81 0,5 1000

 

 

Гидравлическое сопротивление:

 

Δρ= Δρ1 +Δρ2+ Δρ3=155,3+47,12+435,2=637,6

 

 

 

 

Заключение

 

 Для очистки газа от диоксида  углерода требуется абсорбер  со следующими характеристиками: внутренний диаметр D=1,58 м; высота абсорбера Н=13,11 м, количество необходимых тарелок n=15;

 Для улавливания диоксида  углерода из газовой смеси применим абсорбер с ситчатыми тарелками. При выборе насадки учитывались следующие факторы: дешевизна, малое гидравлическое сопротивление абсорбера, возможность устойчивой работы при изменяющихся нагрузках по газу. Приняты технические решения об автоматизации процесса абсорбции.

 Основная сложность при проектировании  абсорберов заключается в правильном  выборе закономерностей для определения  кинетических коэффициентов из  большого числа различных, порой  противоречивых, зависимостей, представленной  в технической литературе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. –М.: Химия,

2. Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической технологии: учеб. пособие для техникумов / А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган. – М.: Госхимиздат, 1962. – 844 с.

3. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты от газовых выбросов. – Пенза, 2003.

4. 1973Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии.Химия, 1991-352 с

5. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов.Л.:Химия,1987, 576 с..

6. Дытнерский  Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Изд-е 2ое. М.: химия, 1995. – 368 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема курсовой работы: «Абсорбция оксида углерода водой с ситчатыми тарелками»