1. Описание технологической схемы

Поступающая на очистку газовая смесь вентилятором В подается в абсорбер А для разделения. Очи­щенный воздух выводится из колонны сверху и покидает установку.

Выходящий снизу колонны А абсорбент на регенерацию поступает в емкость Е-1, откуда насосом Н-1 (или насосом H-2) последовательно подается в подогреватель П-1 и П-2 где нагревается до 95 °С. Откуда поступает в десорбер Д.

С низа десорбера Д в емкость Е-2 поступает абсорбент, который насосом Н-3 (или насосом Н-4), подается в подогреватель П-1 в качестве теплоносителя, для теплообмена с абсорбентом поступающем на регенерацию. После этого абсорбент на абсорбцию поступает в холодильник Х, где охлаждается до 20°С и поступает в абсорбер А. И цикл повторяется снова.

Выходящий сверху десорбера Д диоксид серы выводится из абсорбционно-десорбционной установки, для дальнейшего повторного использования.

Схема 1.

Технологическая схема абсорбционной установки

2. Постановка задачи

Целью данной работы является расчёт насадочного абсорбера для поглощения диоксида серы из газовой смеси водой. Газовая смесь имеет состав – 93% воздух, 7% диоксид серы. Концентрация целевого компонента в абсорбенте, выходящем из аппарата, составляет 67% от максимально возможной. Газ поступает в абсорбер с температурой 20˚С. Давление в абсорбере 102,4 кПа. Начальная температура поступающего абсорбента 25˚С.

3. Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора

Существует несколько типов абсорберов: поверхностные абсорберы, распылительные абсорберы, барботажные абсорберы, насадочные колонны.

Поверхностные абсорберы малоэффективны и имеют ограниченное применение, главным образом для абсорбции небольших количеств хорошо растворимых газов.

Преимуществом распылительных абсорберов является их простота и дешевизна, низкое гидравлическое сопротивление, а недостатками – дополнительные затраты энергии на распыление жидкости, большая плотность орошения и трудность регулирования подачи большого количества жидкости

Преимуществом барботажных абсорберов является хороший контакт между фазами и возможность работы при любом, в том числе и низком, расходе жидкости, кроме того в барботажных абсорберах легко осуществить отвод теплоты. Основной недостаток барботажных абсорберов сложность кон­струкции и высокое гидравлическое сопротивление.

Насадочные колонны – наиболее распространенный тип абсорберов. Преимуществом их является простота устройства, особенно важная при работе с агрессивными средами, так как в этом случае требуется защита от коррозии только корпуса колонны и поддерживающих насадку решеток, на­садка же может быть выполнена из химически стойкого материала. Важным преимуществом насадочных колонн более низкое, чем в барботажных абсорберах, гидравлическое сопротивление. Однако насадочные колонны малопригодны при работе с загрязненными жидкостями, при малых расходах жидкости и при больших тепловыделениях.

В результате абсорбции сернистого газа водой образуется кислый раствор являющийся коррозионно-активным, поэтому выбираем насадочный тип абсорбера с керамической насадкой, кроме того при работе под атмосферным давлением гидравлическое сопротивление насадочного абсорбера будет меньше, чем у барботажного.

Так как водный раствор диоксида серы при температуре 20 С° является коррозионно активным веществом, то в качестве конструкционного материала для основных деталей выбираем сталь коррозионно-стойкую обыкновенную 08Х22Н6Т ГОСТ 5632-72, которая является стойкой в сильно агрессивных средах до температуры 600°С .