Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1238

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
991.63 Кб
Скачать
E MN .
MQ

Y

YН

Y

 

 

Y

 

 

Y*

 

 

YК

 

 

при

Х

СР с.7 Графическое определение числа тарелок:

АВ – ра очая линия; ОС – линия равновесия;

EF – к

нетическая кривая.

 

бА

 

С звестным

лижением можно считать, что жидкость на та-

релке полностью перемешана, т. е. имеет во всех точках одинаковый состав X. Тогда зменение состава газа на тарелке изобразится на Y-Х- диаграмме (р с.7 ) вертикальным отрезком MN, равным (У—У"), где У и У' - концентрации компонента в газе на входе в тарелку и выходе из нее. Равновесная концентрация У* также постоянна на тарелке и изображается точкой Q, лежащей на пересечении продолжения отрезка MN с линией равновесия ОС. Относительный коэффициент извлечения, представляющий собой отношение количества поглощенного на тарелке компонента к количеству, поглощенномуДпри достижении равновесия между газом и находящейся на тарелке жидкостью, будет равен

Исходя из изложенного, число тарелокИможно найти графически следующим путем. Определив Е из формулы (51),проводят на У-Х- диаграмме ряд вертикальных прямых M1Q1, M2Q2 и т. д. и делят эти от-

резки между рабочей линией и линией равновесия в отношении MN =

MQ

Е. Через найденные при этом точки N1, N2 и т. д. проводят линию EF, называемую кинетической кривой. Далее, начиная от точки А, соответствующей составу газа и жидкости на входе в аппарат, вписывают между рабочей линией и кинетической кривой ступенчатую линию из вертикальных и горизонтальных отрезков, как показано на рис. 7. Число вертикальных отрезков этой ступенчатой линии между начальным и конечным составами газа УН и Ук равно числу тарелок, необходимому для достижения заданного изменения состава газа.

21

Гидравлическое сопротивление. Гидравлическое сопротивление барботажных тарелок р складывается из сопротивления сухой тарелкир1, сопротивления столба жидкости на тарелке р2 и сопротивленияр3, обусловленного силами поверхностного натяжения жидкости.

 

р р1

р2 р3

(52)

 

опротивление сухой тарелки

 

 

С

р

г 0

2

 

(53)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где - коэфф ц ент сопротивления.

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

опрот влен е столба жидкости на колпачковой тарелке (при

полном открыт прорезей):

 

l

 

 

 

 

 

 

 

 

(54)

 

р2 1,3gk ж e

 

 

h

ж

 

 

 

2

 

 

бА

 

на с тчатой тарелке

 

 

 

 

 

 

 

р2

1,3gk ж hпорога h

(55)

где k – отношен е плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах пр н мают k = 0,5); е - расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l - высота прорези, м; h - высота уровня жидкости над сливным порогом, м; hпорога - высота сливного порога, м.

Высота сливного порога составляет 20-27 мм. Высоту уровня жидкости над сливным порогом h определяют по формуле

h Qж

1,85 П k 2 3

(56)

 

Д

 

где Q – объемный расход жидкости, м3/с; П – периметр сливной пере-

городки, м.

 

 

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

р3

4 d

(57)

где d – диаметр отверстия в ситчатой тарелке или эквивалентный диаметр прорези в колпачковой тарелке, м; - поверхностное натяжение, Н/м.

Сопротивлением сил поверхностного натяжения в колпачковых тарелках обычно можно пренебречь.

Для провальных тарелок величинуk можно определить по формуле:

k

 

0,21

 

 

И(58)

Fr0,2

 

 

 

 

 

 

Сопротивление столба жидкости на провальной тарелке определя-

ется по формуле:

 

 

 

(59)

р2

gkhn

Сопротивления р3

и р1

для провальных тарелок определяются

по формулам (53) и (57).

 

 

 

 

22

3.3. Расчет пленочных абсорберов Размеры абсорбера [4].

Для трубчатых аппаратов предельную скорость газа (скорость захлебывания) 3 определяют по следующему уравнению:

lg з г gdэ ж ж0,16

А 1,75 L G 1 4 ж

г 1 8

(60)

В уравнении (60)

 

 

 

 

А 0,47 1,5lg dэ

0,025

 

 

По принятой величине скорости газа в трубах находят суммар-

ную площадь х поперечного сечения:

 

 

 

и

S = Q/w.

 

 

 

 

 

 

 

После чего, задаваясь внутренним диаметром d труб (в пределах

С0,02 – 0,05 м), определяют их число:

 

 

 

п = S/(0,785d2)

Пр н мая шаг труб t = (1,25 - 1,5)dн (где dн - наружный диаметр

труб), определяютнаибольшегод аметр а сорбера

D = t(b-1) + 4dн,

где b = (2a1 1)-ч сло труб, размещенных на диагонали наибольшего

шест угольн ка при шахматном расположении труб; a1- число труб на

стороне

А

 

шестиугольника.

 

 

Высота труб в тру чатом абсорбере

 

 

 

 

H = Fтр /(n d),

 

где Fтр-внутренняя поверхность всех труб.

 

 

 

Д

 

При допущении, что поверхность контакта фаз F = Fтр,

 

 

 

F = n dH.

 

С учетом того, что F = M/(Ky ycp), получим

 

 

 

H=M/(n dKy y).

 

(61)

В уравнение (61) входит коэффициент массопередачи Кy (или Кx,),

 

 

 

И

для определения которого нужно знать значения коэффициента массоотдачи в газовой г и жидкой ж фазах. Коэффициент массоотдачи в газовой фазе можно определить по следующему уравнению:

Nuг 8 Reг Prг 1 3

 

(62)

а значение ж – по уравнению

 

 

Nuж BRemж Prж 0,5 пр

H p

(63)

В уравнениях (62) и (63): Nuг гdэ

Dг -диффузионный крите-

рий Нуссельта [dэ d d 4 -эквивалентный диаметр пленки; Dt- коэффициент молекулярной диффузии в газовой фазе]; Prг г гDг - диффузионный критерий Прандтля; Nuж г пр Dж диффузионный критерий Нуссельта для жидкой пленки;Reж ж.срdэ ж ж - кри-

терий Рейнольдса для жидкой пленки ( ж.ср - средняя скорость движе-

23

 

ния жидкой пленки);

 

Prж ж жDж -диффузионный

критерий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прандтля для жидкости (Dж -коэффициент молекулярной диффузии в

 

жидкой фазе); пр ж2

ж2 g 1 3

- приведенная толщина пленки.

 

Значения В, т и р для различных режимов движения пленки под-

 

ставлены в таблице 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения В, т и р для различных режимов движения пленки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Режим дв жен я

 

 

 

В

 

 

т

 

р

 

Re 300

 

 

 

0,888

 

 

0,45

 

0,5

 

 

и

 

 

(p 3)-2,18

(3,20-lgReж) 1,47

 

 

300 Re 1600

1,21 106 0,909р

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re 1600

 

 

7,7 10-5

 

 

1,0

 

0

 

 

Г дравл ческое сопротивление.

 

 

 

 

 

 

 

бА2/3 0,16

 

 

 

 

Г дравл ческое сопротивление P пленочных абсорберов опреде-

 

ляют по уравнен ю:

 

 

 

P H dэ отн2

г 2

 

 

 

 

где отн = + ж.ср. -относительная скорость газа (при противото-

 

ке); - коэффициент трения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент трения рассчитывают по уравнениям:

 

 

 

при Rer <Reг.кр.

 

 

 

86 Reг

 

 

 

 

(64)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при Rer Reг.кр.

 

 

 

Д

 

 

 

0,11 0,9 ж.ср ж /

Reг

 

(65)

 

 

где Re отнdэ г

г

 

- критерий Рейнольдса для газа; Rer кр- критиче-

 

ское значение критерия Рейнольдса с учетом влияния на режимы дви-

 

жения газового потока скорости движения и физических свойств жид-

 

кой пленки; - поверхностное натяжение жидкости.

 

 

 

 

Значение Rer.кp определяется зависимостью

 

 

 

 

 

 

 

86

 

 

 

1,19

 

 

 

 

Reг.кр

 

 

 

 

 

 

 

(66)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

 

 

 

 

 

0,11 0,9 ж.кр ж

И

4. Описание конструкции и принципа работы абсорбера.

В этом разделе описываются конструкция, принцип работы, режимы и условия эксплуатации выбранного аппарата. Описание строится в соответствии с выполненными графическими документами и использованием введенных на чертежах и схемах обозначений и позиций со-

24

ставных элементов. Сложные объекты описываются сначала в целом, а затем по составным частям.

5. Выбор и обоснование материалов конструкции

Выбор и обоснование материалов конструкции желательно проводить следующим образом: сформулировать требования к конструкционным материалам, исходя и функционального назначения объекта, условий его эксплуатации, скорости и механизма коррозии; выявить и описать технолог ческие свойства выбранных материалов, а также при-

вести сведен я об

х дефицитности и стоимости. Используя получен-

ную

нформац ю,

выбрать предпочтительный материал, мероприятия

по прот вокорроз онной защите и привести подробное описание изме-

С

 

 

 

этого матер ала в ра очей среде, указав механизм и скорость

корроз онного разрушения, степень влияния внутренних и внешних

факторов.

 

 

6. Эксплуатац я аппарата.

нений

условиях и правилах эксплуатации, спо-

Пр водятся сведения

вания.

об

Кратко излагаютсяАосновные результаты курсового проекта по каждому разделу. Выводы должны быть четко и ясно аргументированы.

собах контроля регулирования параметров. Дополнительно следует рассмотреть виды, периодичность и содержание технического обслужи-

7. Заключение.

Д

 

Целесообразно наметить задачи и пути дальнейшего выполнения проектных исследований по рассматриваемой теме.

8. Графическая часть проекта

И

 

Графическая часть проекта отражает окончательное техническое решение разрабатываемого процесса (установки), выбор принципиальной схемы с указанием технических характеристик и требований к выполнению спроектированного оборудования, а также выбор аппаратуры и оборудования на основе проведенных расчетов.

Графическая часть курсового проекта обычно состоит из технологической схемы установки (один лист), чертежа общего вида основного аппарата с узлами (один лист), чертежи деталей аппарата (один лист). Они выполняются на листах чертежной бумаги основного формата А1 (594×841 мм) согласно ГОСТ 2.301-68. Однако допускается применение и дополнительных форматов: А2 (420×594), А3 (297×420). Масштабы изображений на чертежах должны выбираться по ГОСТ 2.302-68 из сле-

дующего ряда: 1:1; 1:2; 1:1,25: 1:4; 1:5; 1:10; 1:20; 1:25; I:40; 1:50; 1:100.

25

Стандартом предусматриваются также масштабы увеличения: 2:1; 2,5:1; 4:1; 5:1; 10:1. Не рекомендуется применять на одном чертеже близкие по значению масштабы для видов, разрезов и сечений.

Чертежи общего вида должны выполняться в соответствии с основными требованиями ГОСТ 2.120-73 ЕСКД на выполнение технических проектов. Чертеж общего вида должен содержать:

- изображение изделия (аппарата, машины), необходимые виды, разрезы и сечения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого здел я;

- основные размеры – конструктивные, присоединительные, габаритные, а в случае необходимости - установочные и предельные откло-

нения подв жных частей;

С

- обозначен е посадок в ответственных сопряжениях;

- в д

схему с действительным расположением штуцеров, лю-

ков лазов

др.;

ли - таблобышкицу назначения штуцеров, патрубков, гильз и т.п.;

- техн ческую характеристику; - техн ческ е тре ования;

положение по высотеАили длине аппарата. На виде изделия (аппарата) сверху необходимо показать действительное расположение штуцеров, бобышек, люков и т.п.; при отсутствии вида сверху его следует вычертить схематически, проставив условные обозначения штуцеров, бобышек, люков и т.п., указанных на главном или на другом виде изделия.

- перечень составных частей изделия.

На изображении чертежа общего вида допускается показывать условно смещенными штуцеры, , люки и т.п., не изменяя их рас-

ность; площадь поверхностиДтеплообмена, максимальное давление; максимальную температуру среды; мощность привода; частоту враще-

В технической характеристике указывают: назначение изделия

(аппарата); объем аппарата – номинальный и рабочий; производитель-

ния деталей; токсичность и взрывоопасность среды; другие необходимые данные.

Перечень составных частей изделия И(спецификация) составляется в виде таблицы. Все данные, вносимые в перечень составных частей изделия, следует записывать сверху вниз в порядке, предусмотренном ГОСТ 2.108-68: составные (сборочные) единицы, детали, стандартные изделия, в том числе крепежные изделия. При большом числе составных частей изделия допускается (по согласованию с руководителем) исключать из перечня второстепенные детали и стандартные неответственные изделия [5].

26

 

 

 

Вопросы для защиты

1 Какой процесс называется абсорбцией?

2.

Как меняется движущая сила процесса абсорбции с увеличением

удельного расхода абсорбента?

3.

Как меняется температура в случае неизотермической абсорбции при

растворении газа в жидкости?

4.

Как

называется режим в насадочных колоннах, при котором проис-

ходит накопление жидкости в свободном объеме насадки?

5.

Что про сход

т с допустимой скоростью газа в абсорбере при уве-

личен ем размеров элементов насадки?

6.

Как дост чь более полного извлечения компонента из газовой смеси?

7.

Как называется гидродинамический режим тарелки с переливным

С

 

устройством, при котором пузырьки, выходящие из отверстий или прорезей,

 

 

струи, которые вследствие сопротивления барботажного слоя

разрушаются

о разованием ольшого числа мелких пузырьков?

8.

При как х условиях проводят процесс десорбции?

9.

Как м должно

ыть расстояние между днищем абсорбера и насад-

сливаются

кой?

 

 

 

10. При как х концентрациях газов закон Генри изображается прямой

линией?

 

 

 

 

 

Тре ования при защите курсового проекта

К защите допускается студент, выполнивший задание в установ-

ленном объеме и оформивший его в соответствии с требованиями дан-

 

бА

ных указаний. Студент долженДиметь подписанные руководителем пояснительную записку и чертежи. Курсовой проект принимается руководителем проекта или комиссией в составе двух человек. Студент делает доклад продолжительностью 5…10 мин, вИкотором кратко формулирует цель и задачи курсового проекта, освещает технологические расчеты установки, дает обоснование по выбору основного аппарата. При окончании доклада руководитель проекта или члены комиссии задают студенту вопросы по теме курсового проекта. Оценка курсового проекта должна включать в себя оценку качества расчета и оформления расчет- но-пояснительной записки, качества выполнения графической части проекта, уровня доклада и ответы на поставленные вопросы [5].

27

 

 

 

 

 

Критерии оценивания

 

 

 

 

 

 

Шкала оценивания

 

Критерии оценивания

 

редний балл по дис-

студент должен: продемонстрировать глубокое и проч-

 

 

циплине 90-100, что

 

ное усвоение знаний материала; исчерпывающе, после-

 

 

соответствует оценке

 

довательно, грамотно и логически стройно изложить

 

 

«отлично»

 

 

теоретический материал; правильно формулировать оп-

 

 

 

 

 

 

ределения; продемонстрировать умения самостоятель-

 

 

 

 

 

 

ной работы с нормативноправовой литературой; уметь

 

 

 

 

 

 

сделать выводы по излагаемому материалу

 

 

редн й балл по д с-

студент должен:продемонстрироватьдостаточнополное

 

 

ципл

знание материала;продемонстрироватьзнание основных

 

 

ципл не 75-89, что со-

 

 

ответствует оценке

 

теоретическихпонятий; достаточно последовательно, гра-

 

С«хорошо»

 

мотноилогическистройноизлагать материал;продемонст-

 

 

 

 

 

 

рироватьумениеориентироватьсявнормативно-правовой

 

 

 

 

 

 

литературе;уметьсделать достаточнообоснованныевыводы

 

 

 

балл

 

 

 

 

 

 

поизлагаемомуматериалу

 

 

Средн й

 

по д с-

студент должен: продемонстрировать общее знание изу-

 

 

не 50-74, что со-

чаемого материала; знать основную рекомендуемую

 

 

ответствует оценке

 

программой дисциплины учебную литературу; уметь

 

 

«удовлетвор

тельно»

 

строить ответ в соответствии со структурой излагаемого

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

вопроса; показать общее владение понятийным аппара-

 

 

 

 

 

 

том дисциплины;

 

 

Средний балл ниже 50,

ставится в случае: незнания значительной части про-

 

 

что соответствует

 

граммного материала; не владения понятийным аппара-

 

 

оценке «неудовлетво-

Д

 

 

том дисциплины; существенных ошибок при изложении

 

 

рительно»

 

 

учебного материала; неумения строить ответ в соответ-

 

 

 

 

 

 

ствии со структурой излагаемого вопроса; неумения де-

 

 

 

 

 

 

лать выводы по излагаемому материалу

 

 

 

 

 

 

И

28

Библиографический список

1.

Каракеян, В. И. Процессы и аппараты защиты окружающей среды в 2 ч.

Часть 1. : учебник и практикум для академического бакалавриата / В. И. Каракеян,

В. Б. Кольцов, О.В. Кондратьева ; под общ. ред. В. И. Каракеяна. – 2-е изд., пере-

раб. и доп. – М. : Издательство Юрайт, 2018. – 277 с.

2.

Каракеян, В. И. Процессы и аппараты защиты окружающей среды в 2 ч.

С

 

Часть 2. : учебник и практикум для академического бакалавриата / В. И. Каракеян,

В. Б. Кольцов, О.В. Кондратьева ; под общ. ред. В. И. Каракеяна. – 2-е изд., пере-

раб. доп. – М. : Издательство Юрайт, 2018. – 311 с.

3.

Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст] : пособие

по проект рован ю : второе изд. перераб и доп. допущено ГК СССР в качестве

и

учебного пособ я для вузов / Г. С. Борисов [и др.] ; ред. Ю. И. Дытнерский. – М. :

Альянс, 2017. – 493 с.

 

4.

Ветошк н, А. Г. Инженерная защита атмосферы от вредных выбросов.

[Текст] : учебное посо

е / А. Г. Ветошкин. – 2-е изд., испр. и доп. – М. ; Вологда :

 

Учебное

Инфра-Инженер я, 2017. – 296 с.

5.

Ветошк А. Г. Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых вы-

бросов.

 

посо

е по проектированию. – Пенза : Изд-во Пенз. технол. ин-та,

2003. – 154 с.: л., 12

лиогр.

 

 

А

 

 

 

Д

 

 

 

И

29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]