внутр вузовск х метод ческих указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск :

ибАДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. -

Реж м доступа: для авторизованных пользователей.

Содержат тре ован я для оформления курсового проекта, теоретический материал, пр ведены пр меры расчётов, исходные данные для выполнения.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Предназначены для о учающихся по дисциплине «Инженерная защита атмосферы гидросферы» всех форм о учения направления подготовки бакалавриата «Техносферная безопасность».

Подготовлены на кафедре «Техносферная и экологическая безопасность».

Текстовое (символьное) издание (3,4 МБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz 150 Мб; Windows XP/Visa/7 DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:

Adobe Acrobat Reader; Foxit reader

Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова

Издание первое. Дата подписания к использованию 23.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Инженерная защита атмосферы и гидросферы» связана с изучением и усвоением основных положений систем очистки, а также практической базы для освоения техники и технологии защиты одного из компонентов окружающей среды [1].

На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одн м з основных мероприятий по защите воздушной среды. Очистка

СибАДИ6.Эксплуатация аппарата (10%)

выбросов перед х поступлением в атмосферу предотвращает загрязнение атмосферного воздуха. Очистка воздуха имеет важнейшее санитар- но-г г ен ческое, экологическое и экономическое значение [4].

Целью курсового проекта является закрепление и расширение теоретическ х знан й по дисциплине «Инженерная защита атмосферы и гидросферы», выра отке навыков использования научных знаний для

практ ческого решен я инженерных задач [5].

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В курсовом проекте нео ходимо рассчитать абсорбер, который может быть применим для очистки газовых выбросов от вредных при-

месей (например, для очистки топочных газов от SO2).

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графических документов, оформленных в соответствии с требованиями ГОСТа. Гра-

фики следует выполнять на миллиметровой бумаге формата А4.

Пояснительная записка должна быть объемом не менее 30 листов формата А4 и иметь следующие разделы (в скобках указан объем разде-

лов в процентах от общего объема курсового проекта):

7.Заключение (5%)

8.Библиографический список

Общий объем графических документов проекта регламентируется двум листами формата А1 и одним листом формата А2 или А3. В состав графических материалов желательно включить технологическую схему установки (один лист), чертежа общего вида основного аппарата с узлами (один лист), чертежи деталей аппарата (один лист).

3

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Введение.

Должно содержать краткую характеристику, перспективы развития, роль и место процесса абсорбции как метода очистки газовых выбросов от вредных примесей, а также использования данного метода в автотранспортном комплексе.

2. Техническое задание и исходные данные.

Требуется рассчитать абсорбер указанного типа (указывает преподаватель), спользуемый для поглощения вредного компонента отхо-

3. Расчет технических характеристик абсорбера.

Основу расчета абсорбера составляют тепломассообменный и гидравлический расчеты. Цель первого состоит в определении поверхности взаимодействия (теплообменный и межфазный) и основных размеров

4

конструкции (диаметра, высоты, числа ступеней контакта фаз и т. д.). Второй расчет связан с оценкой гидравлического сопротивления при движении среды и затрат энергии на их преодоление.

При расчете абсорберов основными определяемыми величинами являются расход абсорбента L, диаметр D и высота Н абсорбера, его гидравлическое сопротивление р.

Далее приведены методики расчета аппаратов абсорбции.

3.1.Расчет насадочных абсорберов

Расход абсорбента [4]. Количество поглотителя L на проведение процесса абсорбц определяют по уравнению материального баланса,

сительные массовые единицы; Xн , Xк - начальная и конечная концентрация абсорбтива в поглотителе, относительные массовые единицы.

Относительные массовые концентрации абсорбтива в воздухе на-

где Мк и Мн - молярные массы абсорбтива и носителя, г/моль. Относительную массовую концентрацию абсорбтива в поступаю-

щей на абсорбцию воде находят по формуле:

Для того, чтобы найти Xк необходимо построить на Y-X-диаграмме рабочую равновесную линии процесса.

Состояние равновесия при условии постоянства температуры и общего давления зависимость между концентрациями распределяемого

где р*- парциальное давление газа, Е – константа, имеющая размерность давления.

Величина Е для данного газа не зависит от общего давления в системе, но зависит от природы абсорбента и поглощаемого газа и температуры (табл. 2).

5

В случае не зотермической абсорбции при растворении газа в температура ее повышается вследствие выделения теплоты.

Для техн ческ х расчетов пренебрегают нагреванием газа и считают, что вся теплота дет на нагрев жидкости.

Температуру жидкости в любом сечении аппарата можно найти

где Т – температура в лю ом сечении аппарата, К; Тн - температура поступающего адсор ента, К; q –дифференциальная теплота растворения газа, кДж/моль; с – теплоемкость жидкости, к ж/(кмоль К).

где Р – общее давление газа, Па. И По найденным значениям Y* на Y-X-диаграмме строят график

Y*=f(X) – линию равновесия.

На Y-X-диаграмме (рис.1) проводят прямую через Yн параллельно оси ОХ до пересечения с линией равновесия, и, получают точку Хк . Через точки В и А с координатами (Yк ;Xн) и (Yн ;Xк*) проводят прямую – рабочую линию процесса, соответствующую минимальному удельному расходу абсорбента lmin.

6

где Q-объемный расход газа, м3/с; 0 -фиктивная скорость газа, т.е. скорость газа, отнесенная к полному сечению абсорбера, м/с.

Диаметр колонны определяется по принятой фиктивной скорости газа и проверяется по плотности орошения. Для достижения максимальной эффективности процесса целесообразно, скорость газа принимать равной или близкой скорости 0 , соответствующей началу подвисания.

7

Таблица 3

Характеристики насадок

9

Если плотность орошения мала по сравнению с Uопт, то коэффициент смачиваемости имеет низкое значение, то есть насадка будет недостаточно смочена или использована не полностью. В этом случае следует применять насадку с меньшей удельной поверхностью, чтобы

снизить Uопт.

Максимальное смачивание насадки дост гается при некоторой оптимальной плотности орошен я Uопт, при которой коэфф ц ент смач ваемости становится

творимых газов. ПриАабсорбции плохо растворимых газов более подходящей может быть сравнительноДмелкая насадка.

Если необходимо провести глубокое разделение газовой смеси, требующее большого числа единиц переноса, то в этом случае рациональнее использовать мелкую насадку.

При выборе размеров насадки также необходимо соблюдать условие, при котором отношение диаметра колонныИD к эквивалентному диаметру насадки dэкв было больше или равно 10.

В качестве насадки наиболее широко применяют кольца Рашига. Кольца малых размеров засыпают в колонну навалом. Большие кольца (от 50 50 мм и выше) укладывают правильными рядами, сдвинутыми друг относительно друга – регулярная насадка. Регулярная насадка имеет ряд преимуществ перед нерегулярной, навалом засыпанной в колонну: обладает меньшим гидравлическим сопротивлением, допускает большие скорости газа. Однако регулярная насадка требует более сложных по устройству оросителей, чем насадка, засыпанная навалом.

Оросители делятся на струйчатые и разбрызгивающие. К струйчатым оросителям относятся распределительные плиты, желоба, брызгал-

10