Определяем все теплоты уходящие из абсорбера

Q₃ = G ₀ с ₂ t₂ где (5)

Q₃ - тепло уносимое уходящим газом, Вт

G ₀ - количество газовой смеси подведенной в абсорбер, кг/с

с ₂ - удельная теплоемкость газовой фазы на выходе в абсорбер, Дж/(кг*град)

t₂ -температура газовой фазы на выходе, град

Q₃ = 0,5*2765*80 = 110600 (Вт) (6)

Q₄ = L₀с ₁Т₁где; (7)

Q₄- тепло уносимое жидкостью, Вт

L₀ - количество абсорбирующей жидкости поступающей в абсорбер, кг/с

с ₁ - удельная теплоемкость жидкости на выходе в абсорбер, Дж/(кг*град)

Т₁ - температура жидкой фазы на выходе , град

Q₄ = 0.6*4190*20,5 = 51537 (Вт) (8)

Составим в общем виде уравнение теплового баланса:

Q ₁ + Q ₂ + Q _р= Q ₃ + Q₄ (9)

52375+34009,5+54890=110600+51537

Таблица 4 - Расчеты теплового баланса

Приход	Вт	Пасход	Вт
1. Тепло вносимое поступающим газом	52375	1. Тепло уносимое уходящим газом	110600
2. Тепло вносимое поступающей жидкостью	34009,5	2. Тепло уносимое жидкостью	51537
Итого:	86384,5	Итого:	162137

3.3 Технологические расчёты и выбор основного аппарата

Рисунок 1 - Центробежный насос

1 - рабочая лопасть; 2 – корпус; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - напорный трубопровод

Назначение:

Центробежный насос предназначен для подачи воды на второе орошение в среднюю часть колонны и для перемещения жидкости в емкость поз.Е-5.

Устройство:

Центробежный насос, с производительностью 8м³/ч.

Состоит из рабочего колеса и промежуточных камер, выполненные из нержавеющей стали.

Головная и нижняя опорная часть насоса выполнены из чугуна.

Внутренняя поверхность корпуса гладкая и не иметь острых углов.

В корпусе располагается рабочее колесо на одном валу.

Принцип работы:

В основе принципа действия центробежных насосов лежат центробежные силы, возникающие в корпусе насоса в момент его работы, вследствие вращения рабочего колеса.

Рабочее колесо посажено шпоночным соединением на вал насоса, от которого ему передается крутящий момент развиваемый приводом насоса.

Вал насоса соединяется с валом привода электродвигателя посредством упругой муфты.

Жидкость поступает через всасывающий патрубок.

При активации насоса вал, который соединен с электромотором, запускает колесо.

Оно начинает захватывать воду и отбрасывать ее от центра к периферии колеса.

Нарастающая центробежная сила способствует перемещению жидкости в нагнетательный трубопровод посредством направляющей камеры.

Так, между лопастями растет давление по мере того, как освобождается пространство, что и позволяет новой порции жидкости поступать из трубопровода.

Вода из ниижнего куба колонны насосом подается на второе орошение и в емкость поз.Е-5.

Достоинства центробежного насоса:

• высокая энергоэффективность;

• низкие эксплуатационные и сервисные затраты;

• компактная конструкция;

• простота монтажа;

• длительный срок эксплуатации.

Недостатки насоса:

• не обладает самовсасывоемостью;

• подача насоса зависит от сопротивления сети.

Расчет центробежного насоса:

Центробежный насос необходимо установить для перекачивания жидкости 300 м³/ч из куба абсорбционной колонны, работающим под избыточным давлением 0,35 Мпа. Геометрическая высота подъема жидкости 20 метров.

Температура стоков 30^о С.

На линии нагнетания (L_н = 40 метров) расположены 7 отводов под углом 90⁰ , а также 2 нормальных вентиля и 1 прямоточный.

На линии всасывания (L_вс= 5 метров) установлено 3 прямоточных вентиля и 4 отвода по углом 90⁰ .

Рассчитаем диаметр трубопровода:

Выбор диаметра трубопровода проведем, приняв скорость стоков во всасывающей и нагнетательной линии одинаковой и равной 0,09 м/с;

d = V/(0,785) (10)

d =300/(3600*0,785*0,9)=0,118м (11)

Выбираем стальной трубопровод с незначительной коррозией.

Рассчитаем потери на трение и местные сопротивления

потери насоса на всасывающей линии:

Н_п.вс. =р_вс/( g )= 700/(1000*9,81)=0,07м (12)

Потери насоса на нагнетательной линии:

Н_н. =р_н/( g )= 3500/(1000*9,81)=0,35м (13)

Общие потери напора:

Н_п= Н_вс + Н_н = 0,07+0,35=0,42м (14)

Рассчитаем полный напор, развиваемый насосом:

Н=(р₂ -р₁ /ρg ) + Нr + h_n, ,где (15)

Н - полный напор, развиваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой жидкости;

р₂и р₁ - давление в пространстве нагнетания и в пространстве всасывания, Па;

ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

h_n- напор, затрачиваемый на создание скорости и на преодоление трения всех местных сопротивлений во всасывающей и нагнетательной линиях, м;

g = 9,81 м/с²- ускорение свободного падения.

Н = (3,5 - 0,07/1000*9,81)+20+0,42=23,9 метра (16)

Определим мощность, потребляемую двигателем насоса:

N = QρgН ,где (17)

N-мощность, кВт;

Q-объемная производительность (подача) насоса, м³ /с;

ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g = 9,81 м/с²- ускорение свободного падения;

Н - полный напор, развиваемый насосом, в метрах столба перекачиваемой жидкости;

η - общий К.П.Д. насосной установки, представляющий собой произведение К.П.Д. насоса

η_н,- К.П.Д. передачи

η_п - и К.П.Д. двигателя

η = η_нη_пη_д. (18)

N = 50*1000*9,81*23,9/3600 = 3,2 кВт (19)

С запасом на возможные перегрузки двигатель к насосу устанавливается большей мощности N_уст чем потребляемая мощность:

N_уст =βN (20)

Коэффициент запаса мощности β берется в зависимости от величины N.

Коэффициент запаса  берем из табличных данных.

При мощности равной 4,9 кВт коэффициент равен β =1,5

N_уст =1,5*3,2=4,5 кВт. (21)

Для центробежного насоса средней производительность примем 0,6.

Тогда мощность, потребляемая двигателем насоса:

N_дв= 3,2/0,6=5,3 кВт. (22)

По табличным данным устанавливаем, что по заданным производительности и напору следует выбрать центробежный насос марки Х45/31, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q = 1,25*10^-2 м³/с, напор Н=25м, коэффициент полезного действия насоса _н= 0,6.

Насос снабжен двигателем АО2-52-2 номинальной мощностью 3,5 кВт (_д = 0,89, частота вращения вала п = 48,3 об/с.

Для перекачивания жидкости из куба колонны нам необходим один насос, а в случае работ проводимых на этом насосе нам необходимо установить дублирующий для непрерывной работы колонны.