Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра "Химическая технология и промышленная экология"

Пояснительная записка

к курсовому проекту по гидравлике и теплотехнике

Тема: «Расчет абсорбционной установки для удаления диоксида серы из воздуха»

Руководитель: кандидат химических наук, доцент

Чуркина А. Ю.

Выполнил: Студент IV - НТФ - 12

Гаврилов М. М.

Самара 2012 год.

Содержание

Введение 3

1. Описание технологической схемы 6

2. Постановка задачи 7

3. Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора 8

4. Расчёт насадочного абсорбера 10

   1. Построение рабочей и равновесной линий 10

   2. Составление материального баланса и определение расхода абсорбент 12

   3. Тепловой баланс 18

   4. Определение общего числа единиц переноса 19

   5. Расчёт скорости газа и диаметра абсорбера 20

   6. Определение плотности орошения и активной поверхности насадки 22

   7. Расчёт высоты единиц переноса для газовой фазы 23

   8. Расчёт высоты единиц переноса в жидкой фазе 25

   9. Расчёт высоты единицы переноса и высоты насадки 27

   10. Расчёт гидравлического сопротивления насадки 28

5. Элементы механического расчёта 30

   1. Расчёт толщены обечайки 30

   2. Расчёт толщины днища 30

   3. Подбор крышки 31

   4. Расчёт опор 32

   5. Расчёт фланцев­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ 34

6. Подбор вспомогательного оборудования 37

   1. Подогреватель абсорбента перед регенерацией 37

   2. Подбор насоса 39

Заключение 40

Использованные источники 41

Приложение 1.

Приложение 2.

Введение

Диоксид серы очень токсичен. Он может вызвать: насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких и последующий за ним летальный исход (ПДК_М.Р.=0,5 мг/м³; ПДКМ_С.С.=0,05 мг/м³; ПДКМ_Р.З.=10мг/м³). Кроме этого попадание сернистого газа в атмосферу может вызывать выпадение кислотных осадков, что крайне негативно сказывается на экологическую обстановку в данном районе.

Поэтому необходимо как можно более эффективней извлекать это вещество из загрязненного им воздуха (газа), к тому же не следует забывать что диоксид серы является довольно ценным веществом: сырье при получении серной кислоты, консервант, растворитель, и т. д. То есть при извлечении сернистого газа, мы не должны менять его химическое строение.

Все эти требования учитываются при извлечении диоксида серы из воздуха с помощью абсорбционно-десорбционной установки.

Абсорбция – это процесс избирательного поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив не взаимодействует химически с абсорбентом). Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.

Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощаемого газа из раствора – десорбция.

Сочетание абсорбции и десорбцией позволяет многократно применять поглотитель и выделять поглощаемый компонент в чистом виде.

В промышленности процессы абсорбции применяются главным образом для извлечения ценных компонентов из газовой смеси и для очистки этих смесей от вредных примесей.

Аппараты, в которых осуществляется абсорбционные процессы, называют абсорберами. Как и другие процессы массопередачи, абсорбция протекает на поверхности раздела фаз, поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образования этой поверхности абсорберы можно условно разделить на следующие группы:

1) поверхностные и пленочные;

2) насадочные;

3) барботажные (тарельчатые);

4) распылительные.

Широкое распространение в химической и пищевой промышленности в качестве абсорберов получили колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. В насадочной колонне насадка устанавливается на опорные решетки, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости.

Жидкость, с помощью распределителя равномерно орошает насадочные тела и стекает вниз. По всей высоте слоя насадки равномерного распределения жидкости по сечению колонны обычно не достигают, что объясняется пристенным эффектом – большей плотностью укладки насадки в центре сечения колонны, чем у её стенок. Вследствие этого жидкость имеет тенденцию растекаться от центра колонны к её стенкам. Поэтому для улучшения смачивания насадки в колоннах большого диаметра насадку укладывают слоями (секциями) высотой 2-3м, и под каждой секцией, кроме нижней, устанавливают перераспределители жидкости в виде пустых колец.

В насадочной колонне жидкость течет по элементу насадки главным образом в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является в основном смоченная поверхность насадки.