
- •1. Загальні положення
- •Цілі і задача курсової роботи
- •Зміст курсової роботи
- •1.3. Вимоги, які ставляться до курсової роботи
- •1.4. Порядок захисту курсової роботи
- •2. Основні відомості з теорії та розрахункові формули
- •2.1. Способи вираження складу фаз і основні індекси позначень
- •2.2. Статика масообмінного процесу для системи газ – рідина
- •2.3. Висота абсорбера
- •2.3.1. Визначення числа дійсних тарілок
- •2.3.2. Визначення робочої висоти насадки
- •2.4. Діаметр абсорбційної колони
- •2.5. Гідравлічний опір тарілчастої колони
- •2.5.1. Гідравлічний опір ситчастої тарілки
- •2.5.2. Гідравлічний опір ковпачкової тарілки
- •2.6. Гідравлічний опір насадкової колони
- •2.7. Теплові розрахунки
- •2.8. Розрахунок діаметру штуцерів
- •2.9. Рекомендації по підбору насоса і вентилятора (газодувки)
- •3. Приклад розрахунку безперервно діючої абсорбційної колони з ковпачковими тарілками
- •3.1. Завдання на проектування
- •3.2. Принципова технологічна схема
- •3.3. Побудова рівноважній лінії на діаграмі у–х
- •3.4. Матеріальний розрахунок потоків і побудова робочої лінії на діаграмі у-х
- •Розрахунок діаметра колони
- •Визначення висоти колони
- •3.7. Визначення гідравлічного опору колони з ковпачковими тарілками
- •3.8. Визначення гідравлічного опору колони з ситчастими тарілками
- •3.9. Теплові розрахунки
- •3.10. Визначення діаметра штуцерів
- •3.11. Підбір насосів і газодувки
- •4. Приклад розрахунку безперервно діючої абсорбційної насадкової колони, яка працює в плівковому режимі
- •4.1. Завдання на проектування
- •4.2. Розрахунок діаметра колони
- •4.3. Визначення висоти колони
- •4.4. Визначення гідравлічного опору колони
- •5. Приклад розрахунку безперервно діючої абсорбційної насадкової колони, яка працює в режимі підвішування
- •5.1. Завдання на проектування
- •5.2. Розрахунок діаметра колони
- •5.3. Визначення висоти колони
- •5.4. Визначення гідравлічного опору колони
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.