Техническая характеристика блоков комплексной очистки воздуха

Тип блока	Количество очищаемого воздуха, м³/ч	Рабочее давление, МПа		Размеры адсорбера, мм	Количество адсорберов, шт	Масса цеолита, кг	Расход регенерирующего газа, м³/ч
Тип блока	Количество очищаемого воздуха, м³/ч	макс.	мин.		Количество адсорберов, шт	Масса цеолита, кг	десорбция	охлаждение
ЦБ 120/200	120	20	10	325×1380	2	115	70	90
ЦБ 400/200	400	20	10	377×1970	2	230	100	130
ЦБ 1000/64	1000	6,4	3,5	530×3000	2	820	140	300
ЦБ 1000/200	1000	20	10	465×3790	2	720	250	350
ЦБ 2000/64	2000	6,4	3,5	750×4200	2	2060	500	700
ЦБ 2000/200	2000	20	10	465×3790	6	2160	500	600

Расчет цеолитового блока комплексной очистки воздуха

Адсорберы в блоке очистки работают попеременно. Время защитного действия слоя цеолита NaX зависит от температуры адсорбции и содержания примесей в очищаемом воздухе. Рассчитаем блок комплексной осушки и очистки воздуха, входящий в комплект воздухоразделительной установки малой производительности типа АжК-0,02, перерабатывающей 120 м³/ч воздуха.

Исходные данные для расчета:

количество очищаемого воздуха V, м³/ч;
давление воздуха p_ад, МПа;
температура воздуха на входе в адсорбер T_в ≈ T_ад, К;
содержание CO₂ в воздухе c₀, %.

Расчет адсорбера блока сводим в табл. 4.5.

В качестве прототипа используем блок очистки типа ЦБ 120/200. Расчёт сводим в таблицу 4.5.

Таблица 4.5

Расчет адсорбера комплексной осушки и очистки воздуха

Определяемая величина	Расчетная формула
Определение времени защитного действия слоя цеолита NaX
Расход воздуха при условиях адсорбции, м³/ч	, где – нормальные давление и температура
Скорость очищаемого воздуха в рабочих условиях адсорбции, м/мин	, где – внутренний диаметр адсорбера (толщина стенки сосуда = 25 мм)
Масса дегидратированного цеолита NaX в одном адсорбере, кг	, где – высота слоя цеолита в адсорбере; – насыпная плотность дегидратированного цеолита NaX
Объем диоксида углерода, поступающего с очищаемым воздухом в адсорбер в единицу времени, м³/ч
Динамическая ёмкость цеолита NaX, г/г, при температуре адсорбции Т_ад = 283 К и скорости потока w = 0,176 м/мин	, где – плотность жидкого диоксида углерода, соответственно при 283 К и 293 К [5]; – динамическая ёмкость цеолита (см. табл. 2)
Объем диоксида углерода, который может быть поглощен цеолитом NaX, м³	, где – плотность CO₂ при нормальных условиях
Время защитного действия слоя цеолита NaX высотой H_ц = 1,21 м, ч
Расчет процесса регенерации цеолита
Средняя температура греющего газа (азота) на выходе из адсорбера, К	где – температуры азота на выходе из адсорбера соответственно в начале и в конце регенерации
Количество теплоты, необходимой для нагревания металла адсорбера, кДж	, где – масса баллона с коммуникациями (290 кг); – теплоёмкость углеродистой стали при ; – средняя температура стали в конце процесса регенерации; ; – температура азота на входе в адсорбер
Количество теплоты, затрачиваемой на нагревание цеолита, кДж	, где _ – теплоёмкость цеолита NaX при
Масса водяных паров (кг), поступающих с очищаемым воздухом в адсорбер после влагоотделителя и поглощаемых цеолитом NaX за время τ_пр	, где – количество водяного пара при полном насыщении воздуха при давлении = 20 МПа и температуре = 283 К (см. приложение 2)
Количество теплоты, затрачиваемой на десорбцию влаги, кДж	, где = 2500 кДж/кг – теплота десорбции паров воды (см. приложение 1)
Количество теплоты, затрачиваемой на десорбцию диоксида углерода, кДж	, где = 694,5 кДж/кг - теплота десорбции диоксида углерода (см. приложение 1)
Масса изоляции (шлаковой ваты) одного адсорбера (см. рис. 4), кг	, где = 150 кг/м³ – объемная плотность шлаковой ваты [5]
Количество теплоты, затрачиваемой на нагревание изоляции, кДж	, где = 1,0 кДж/(кг∙К) – удельная теплоёмкость шлаковой ваты при [5]; – средняя температура изоляции
Потери теплоты через изоляцию в окружающую среду, кДж	, где – толщина изоляции; – средняя теплопроводность шлаковой ваты при [5]; – площади внутренней и внешней поверхности изоляции; – время регенерации
Объем греющего газа (азота), поступающего противотоком в адсорбер, м³/ч
Мощность электроподогревателя азота, кВт	, где k = 1,1 – коэффициент запаса мощности
Скорость греющего газа, отнесенная ко всему сечению адсорбера, м/с	, где – давление греющего газа