Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курс_абсорб_укр.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
11.11.2019
Размер:
9.48 Mб
Скачать

3. Приклад розрахунку безперервно діючої абсорбційної колони з ковпачковими тарілками

3.1. Завдання на проектування

Розрахувати безперервно діючу абсорбційну тарілчасту колону для поглинання аміаку водою з повітря при наступних умовах:

  • продуктивність по газу при нормальних умовах Vу = 10000 нм3/год;

  • об’ємна доля аміаку в повітрі на вході yп =0,15;

  • об’ємна доля аміаку у воді на вході хп=0,01;

  • ступінь поглинання c=0,90;

  • коефіцієнт надлишку поглинача φ=1,2;

  • тиск газу на вході в колону П=0,107 МПа (абсолютний);

  • в колоні підтримують постійну температуру t=20 ºС;

  • температура газу 30 ºС;

  • температура рідини 29 ºС;

  • температура охолоджувальної води 8 ºС.

3.2. Принципова технологічна схема

Промислова технологічна схема абсорбційної установки залежить від цілей і задачі, які вона повинна виконувати.

На рис. 3.1 дана принципова схема абсорбційної установки для одержання міцного водно-аміачного розчину під атмосферним тиском. Аміачно-повітряна суміш подається газодувкою 1 в газовий холодильник 2, де охолоджується оборотною водою до температури процесу абсорбції, а потім – в нижню частину тарілчастої абсорбційної колони 3. Слабкий водно-аміачний розчин із ємкості 4 насосом 5 подається в холодильник вихідного розчину 6, де охолоджується оборотною водою до температури абсорбції, а потім – у верхню частину абсорбційної колони. В колоні здійснюється протитокова взаємодія газу і рідини. Зверху колони виходить повітря з залишком аміаку, а з її куба в ємкість 7 стікає міцний водно-аміачний розчин, звідки його насосом 8 відводять на склад.

Відведення тепла, яке виділяється при абсорбції, робиться за допомогою циркуляційного охолодження. Рідина з глухого переливного кармана п’ятої тарілки забирається циркуляційним насосом 9 і подається у виносний холодильник 10, де охолоджується оборотною водою, і далі повертається в приймальний карман четвертої тарілки.

Рис. 3.1. Принципова схема абсорбційної установки для одержання міцного водно-аміачного розчину: 1 – газодувка; 2 – газовий холодильник; 3 – тарілчаста абсорбційна колона; 4 – ємкість слабкого водно-аміачного розчину; 5, 8 – насоси; 6 – холодильник вихідного розчину; 7 – ємкість міцного водно-аміачного розчину; 9 – циркуляційний насос; 10 – виносний холодильник.

3.3. Побудова рівноважній лінії на діаграмі у–х

Із довідкового матеріалу [9] вибирають дані по розчинності аміаку у воді при температурі t=20 ºС (див. табл. 2 Додатку 2) і перераховують в мольні частки з врахуванням того, що тиск в апараті П=0,107 МПа. Із [2, 3] застосовують формули

,

,

де

Мох=18 кг/кмоль – мольна маса води;

Мк=17,03 кг/кмоль – мольна маса аміаку,

р – парціальний тиск аміаку, мм рт. ст.

Результати зводять в таблицю 3.1, а на діаграму у–х наносять рівноважну лінію у*=f(x), див. рис. 3.2.

Таблиця 3.1

Розчинність аміаку у воді

Довідкові дані [9]

Результат розрахунку

р, мм рт. ст.

х, мол. частка

у, мол. частка

0,020

0,025

0,03

0,04

0,05

0,075

0,10

0,15

0,20

12,0

15,0

18,2

24,9

31,7

50,0

69,6

114,0

166,0

0,02072

0,02578

0,03079

0,04065

0,05033

0,07374

0,09609

0,13786

0,17616

0,01495

0,01869

0,02267

0,03102

0,03949

0,06229

0,08671

0,14202

0,20680

Ри. 3.2. До побудови рівноважної і робочої ліній.