Способы очистки промышленных газов от газообразных примесей - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia21 June 2013

Способы очистки промышленных газов от газообразных примесей - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия

PDF (1.0 MB)
25 страница
473количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. ..Расчет высоты светлого слоя жидкости . Расчет коэффициентов массоотдачи . Расчет числа тарелок абсорбера . Выбор расстояния между тарелками и определение высоты...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 25
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ

кг/м3;

––плотности газа и жидкости соответственно, ;1,169

Диаметр абсорбера рассчитывают из уравнения расхода газа[5.1.2]:

[5.1.2]

Где V0 – производительность по газу при нормальных условиях,

T0 – температура при стандартных условиях, К.

t - температура процесса, К.

P0 – давление при стандартных условиях, Па.

P - давление газа поступающее на установку,Па.

м

Выбираем стандартный диаметр обечайки абсорбера D=1,2m. При этом

действительная скорость газа в абсорбере равна[5.1.3]:

[5.1.3]

м/с.

Расчет коэффициента массопередачи тарельчатых абсорберов проводят по

модификационному уравнению массопередачи для жидкой и газовой относят

к единице рабочей площади тарелки.[5.1.4]

, [5.1.4]

где М – Масса передаваемого вещества через поверхность

массопередачи в еденицу времени, кг/с;

F – Суммарная рабочая площадь тарелок в абсорбере,

В этом случае необходимое число тарелок определяют делением

суммарной площади тарелок на рабочую площадь одной тарелки:

,

n – число тарелок;

f - рабочая площадь одной тарелки,

Коэффициент массопередачи находят по уравнению аддитивности

фазовых диффузионных сопротивлений:[5.1.5]

[5.1.5]

Где и –– коэффициенты массопередачи, отнесенные к единице

рабочей площади тарелки для жидкой и газовой фаз соответственно

;

–– коэффициент распределения, ;

–– коэффициенты массоотдачи, отнесенные к единице

рабочей площади тарелки для жидкой и газовой фаз соответственно,

.

Воспользуемся обобщенным критериальным уравнением [5.1.6],

применимое для различных конструкций барботажных тарелок:

[5.1.6]

При этом для жидкой фазы:

;

Для газовой фазы:

;

где А – коэффициент

Dx,Dy – коэффициенты молекулярной диффузии распределяемого

компонента соответственно в жидкости и газе, ;

- Средние скорости жидкости и газа в барботажном слое, м/с;

ε – газосодержание барботажного слоя ;

Гс= - критерий гидравлического сопротивления, х-щий

относительную величину удельной поверхности массопередачи на тарелке;

ΔPn=ρgh0 – гидравлическое сопротивление барботажного

газо-жидкостного слоя (пены) на тарелке, Па;

h0 – высота слоя светлой жидкости на тарелке, м;

l – характерный линейный размер,(средний диаметр пузырька) газовой

струи в барботажном слое, м.

В интенсивных гидродинамических режимах лин. Размер l становится

практически постоянным. Тогда критериальные уравнения массоотдачи,

приводится в этом случае к удобному для расчета виду:

; [5.1.7]

[5.1.8]

Выбираем сетчатую провальную тарелку со свободным сечением

Fс=0,2 и ширенной щели δ=6мм; при этом dє=2δ=2*0,006=0,012м.

Найдем гидравлическое сопротивление барботажного газожидкостного

слоя на тарелки, Па:[5.1.9]

, [5.1.9]

где hn – высота газожидкостного барботажного слоя (пены) на тарелке,

м.

Высоту газожидкостного слоя для провальных тарелок определяют по

уравнению:[5.1.10]

[5.1.10]

где - критерий Фруда;

W0 – скорость газа в свободном сечении (щелях) тарелки, м/с;

В – коэффициент, равный 2,95 для нижнего и 10 верхнего пределов

работы тарелки. Наиболее интенсивный режим работы тарелок

соответствует верхнему пределу, когда В=10 однако с учетом возможного

колебания нагрузок по газу принимают В=6-8.

[5.1.11]

где U – плотность орошения, ;

g – ускорение свободного падения, ;

σ – поверхностное натяжение жидкости, Н/м

Плотность орошения для провальных тарелок, не имеющих

переливных устройств, найдем по уравнению:[5.1.12]

[5.1.12]

L – расход поглотителя воды кг/с.

Найдем плотность орошения:

=

Пересчитаем величину коэффициента В, которая была принята равной

8, с учетом действительности скорости газа в колоне:[5.1.13]

[5.1.13]

5.2 Расчет высоты светлого слоя жидкости

Высоту светлого слоя жидкости на тарелке находят из

соотношения:[5.2.1]

[5.2.1]

hп – высота газожидкостного барботажного слоя (пены) на тарелке, м.

Рассчитаем критерий Фруда:

Отсюда находим высоту газожидкостного слоя:

м

Газосодержание барботажного слоя находят по уравнению:

Тогда высота светлого слоя жидкости:

м

5.3 Расчет коэффициентов массоотдачи

Для расчета коэффициента массоотдачи, найдем значения

коэффициентов молекулярной диффузии по уравнению:[5.3.1]

Коэффициент диффузии компонента газовой фазы А в газе В можно

рассчитать, пользуясь полуэмпирической зависимостью [5.3.1]:

, [5.3.1]

Где VA VB – мольные объемы газов А и В соответственно в жидком

состоянии при нормальной температуре кипения, /кмоль;

МА и МВ – мольные массы газов А и В соответственно кг/кмоль;

Р – давление в абсорбере, Па;

Т – температура газа, К.

м3/кмоль; м3/кмоль;

Определим Dy для рассматриваемого случая:

Коэффициент диффузии Dx в разбавленных растворах можем

вычислить по уравнению [4.4.2]

[5.3.2]

Где М – мольная масса растворителя, кг/кмоль;

Т – температура растворителя, К;

VА – мольный объем поглощаемого компонента, ;

x – поправочный компонент (x = 2.6 для воды);

Рассчитав значения коэффициентов молекулярной диффузии,

вычисляем коэффициенты массоотдачи:

м/с

= м/с

Выразим и в выбранной для расчета размерности:

кг/(м2·с)

кг/(м2·с)

Коэффициент массопередачи:

5.4 Расчет числа тарелок абсорбера

Суммарная поверхность тарелок абсорбера находиться из

модифицированного уравнения массопередачи[5.4.1]:

м2 [5.4.1]

Требуемое число тарелок [5.4.1]:

[5.4.2]

5.5 Выбор расстояния между тарелками и определение высоты

абсорбера

Расстояние между тарелками барботажного типа принимают равными

или несколько большими суммы высот барботажного слоя и сепарационного

пространства:

где h – расстояние между тарелками;

hп – высота барботажного слоя, м;

hс – высота сепарационного пространства, м

Высоту сепарационного пространства вычисляют, исходя из

допустимой величиной брызгоуноса с тарелки, принимаемой равной 0,1 кг

жидкости на 1 кг газа.

Значение l для провальных тарелок рассчитывают по уравнению[5.5.1]:

; [5.5.1]

Где f –поправочный множитель, учитывающий свойства жидкости и

равный 0,0565 (ρх /σ)1,1; σ – в mH/m; коэффициент А и показатели степени

m и n приведены ниже:

А=

m= 2.56

n= 2.56

С учетом - поверхностное натяжение жидкой фазы, Н/м

будет равна:

тогда решая это уравнение относительно hс будет: hс=0,101м,

Тогда расстояние между тарелками:

h=0,035+0,101=0,136м

В соответствии с требованиями выбираем стандартное значение

h=200 мм

Высота тарельчатой части абсорбера определяется по формуле

м;

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой Zн определяется

необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению

колонны. Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера Zв зависит от

размеров распределительного устройства для орошения насадки и от высоты

сепарационного пространства (в котором часто устанавливают

каплеотбойные устройства для предотвращения брызгоуноса из колонны).

Примем эти расстояния равными соответственно 1,4 и 2,5м. Тогда общая

высота одного абсорбера:

Ha=Нн+Zв+Zн=6,2+1,4+2,5=10,1 м.

6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

6.1 Расчет гидравлического сопротивления тарелок абсорбера

Гидравлическое сопротивления тарелок абсорбера определяют по

формуле:

,

где - полное гидравлическое сопротивление одной тарелки, Па.

Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки

складывается из трех слагаемых:[5.1.1]

, [6.1.1]

где , , - гидравлическое сопротивление сухой

(неорошаемой) тарелки, газожидкостного слоя (пены) на тарелке

сопротивление, вызванное силами поверхностного натяжения, Па

[6.1.2]

где - коэффициент сопротивления сухой тарелки.

Тогда

Па

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на

тарелке[5.1.3]:

[6.1.3]

кПа

гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного

натяжения, равно [5.1.4]:

Па [6.1.4]

Диаметр отверстия для ситчатой тарелки dє=12, мм.

Тогда полное гидравлическое сопротивление:

Гидравлическое сопротивление всех тарелок абсорбера:

6.2 Расчет и выбор штуцеров

Присоединение трубопроводов к сосудам и аппаратам осуществляется

с помощью труб и штуцеров.

Штуцера не рассчитывают на прочность, а выбирают исходя из

оптимального диаметра и давления среды. Для каждого случая необходимо

исходить из оптимального значения скорости.

Расчет штуцеров для ввода и вывода абсорбента.

Выберем значение w для абсорбента, равное 1 м/с. Тогда диаметр

штуцера будет:

м

Расчет штуцеров для ввода и вывода газовой смеси.

Значение w для газовой смеси выберем равной 40 м/с, тогда

м

По ОСТ 261404-76 определим основные параметры патрубков

стандартных стальных фланцевых тонкостенных штуцеров:

При заданном расходе V и скорости принимаем в напорных

трубопроводах w=1m/c

ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ШТУЦЕРОВ Dy, мм dT,

мм

ST,

мм

HT,

мм

200 219 6 160

500 530 12 210

При условном давлении до 1 МПа

7.ЛИТЕРАТУРА

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу

процессов и аппаратов химической технологии .- Л: Химия,

1976.-552 с.

2. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической

технологии.- М.: Химия,1968.-847с.

3.Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и

нефтехимической технологии.- М.: Химия,1972.-496с.

4.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.

-М.: Химия, 1971.-750с.

5. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической

технологии. Пособие по проектированию .-М.: Химия,1991.- 496с.

6. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов.

Справочник . -Л.: Машиностроение,1981.-382с.

7. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета

химической аппаратуры. Справочник . -Л.: Машиностроение,1970.-752с.

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome