Абсорбция сероводорода - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia21 June 2013

Абсорбция сероводорода - конспект - Химия - Часть 2, Конспект из Химия

PDF (1.3 MB)
20 страница
336количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Определение скорости жидкости (плотности орошения) и доли активной поверхности насадки Расчет коэффициентов массотдачи Определение поверхности массопередачи и выс...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 20
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

2

При малых плотностях орошения невозможно обеспечить полное

смачивание всей поверхности насадки. Минимальную плотность орошения

обычно принимают [3] ; при меньших плотностях

орошения целесообразнее применять барботажные аппараты.

Важное значение имеет равномерное распределение орошающей

жидкости по поперечному сечению колонны. Для повышения равномерности

распределения орошающей жидкости, насадку часто разделяют на отдельные

слои, располагая у стенок между слоями направляющие конуса, а для

осуществления равномерной подачи орошения применяют различные

устройства: распределительные плиты, желоба, дырчатые трубы, "пауки",

брызговики и т.д. Существует некоторая минимальная эффективная

плотность орошения , выше которой всю поверхность насадки можно

считать смоченной. Для насадочных абсорберов минимальную эффективную

плотность орошения находят по соотношению [3]:

где

-- эффективная линейная плотность орошения, .

Для колец "Инталокса" размером 50 мм

Тогда

2

Плотность орошения в проектируемом абсорбере превышает

минимальную эффективную плотность орошения , поэтому

коэффициент смачиваемости насадки (доля смоченной поверхности)

равен 1.

Коэффициент смачивания насадки , определённый как отношение

удельной смоченной поверхности ко всей удельной

поверхности, может быть найден из уравнения [3]:

где

где

-- модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по

насадке пленки жидкости.

Значение постоянных: А=1.0,С=0.089, n=0.7

Однако не вся смоченная поверхность активна для массопередачи

вследствие образования застойных зон в точках контакта между

насадочными телами.

Доля активной поверхности , определяется как отношение

удельной поверхности насадки ко всей удельной поверхности:

2

,

где

-- удельная активная поверхность насадки, .

Для нерегулярных (неупорядоченно засыпанных) насадок удельную

активную поверхность приближенно можно найти по формуле [3]:

Тогда:

Таким образом, некоторая часть смоченной поверхности может быть

неактивной.

3.5 Расчет коэффициентов массотдачи

При расчете коэффициента массопередачи или , коэффициент

массоотдачи в газовой фазе для неупорядоченно загруженных насадок

может быть определён по уравнению [1,3]:

2

где

-- диффузионный критерий Нуссельта для газовой

фазы;

-- критерий Рейнольдса для газовой фазы в

насадке;

-- диффузионный критерий Прандтля для газовой

фазы;

-- коэффициент массоотдачи в газовой фазе, ;

-- эквивалентный диаметр насадки, ;

-- коэффициент диффузии абсорбируемого компонента в газовой

фазе, ;

-- вязкость газа, .

Для проектируемого абсорбера, в случае неупорядоченно загруженной

насадки, равен

2

Коэффициент диффузии компонента газовой фазы А в газе В можно

рассчитать, пользуясь полуэмпирической зависимостью [1,3]

,

где

-- мольные объёмы газов А и В соответственно в жидком

состоянии при нормальной температуре кипения, ;

-- мольные массы газов А и В соответственно, ;

-- давление в абсорбере, ;

-- температура газа, .

Определим для рассматриваемого случая

2

Рассчитаем критерий Рейнольдса:

Диффузионный критерий Прандтля

Коэффициент массоотдачи

Выразим в выбранной для расчета размерности

2

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе находят по обобщённому

уравнению, пригодному как для регулярных, так и для неупорядоченных

насадок [1,3]

2

где

-- диффузионный критерий Нуссельта для жидкой

фазы;

-- модифицированный критерий Рейнольдса для

стекающей по насадке пленки жидкости;

-- диффузионный критерий Прандтля для жидкости;

-- приведённая толщина стекающей пленки

жидкости, м;

-- коэффициент диффузии абсорбируемого компонента в жидкой

фазе, м2/с;

-- коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, м/с.

Отсюда равен:

2

Коэффициент диффузии в разбавленных растворах может быть

достаточно точно вычислен по уравнению [1,3]

где

-- мольная масса растворителя, кг/кмоль;

-- температура растворителя, К;

-- мольный объём поглощаемого компонента, м3/кмоль;

-- поправочный коэффициент.

Для воды

Тогда для рассматриваемого случая получим:

2

Выразим в выбранной для расчета размерности:

Определим Коэффициент массопередачи по газовой фазе:

3.6 Определение поверхности массопередачи и высоты абсорбера

Определим величину поверхности массопередачи в абсорбере из

основного уравнения массопередачи, с учетом проведённого расчета:

2

Высоту насадки, требуемую для создания этой поверхности

массопередачи, рассчитываем по формуле:

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой Нн определяется

необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению

колонны. Обычно его рассчитывают, исходя из соотношения Нн = (1,0….1,5)

D.

Расстояние от верха насадки до крышки абсорбера Нв зависит от

размеров распределительного устройства для орошения насадки и от высоты

сепарационного пространства (в котором часто устанавливают

каплеотбойные устройства для предотвращения брызгоуноса из колонны). С

учетом этого, примем Нв = 2 м.

Тогда общая высота высота абсорбера:

2

4. Расчет гидравлического сопротивления абсорбера

Необходимость расчета гидравлического сопротивления

обусловлено тем, что оно определяет энергетические затраты на

транспортировку газового потока через абсорбер.

Величину можно рассчитать по формуле [3]:

где

-- гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) насадки,

Па;

-- коэффициент, зависящий от типа насадки.

Для насадки типа сёдла "Инталокс" 50мм

Гидравлическое сопротивление сухой насадки определяют по

уравнению:

где

-- коэффициент сопротивления;

-- действительная скорость газа (скорость газа в свободном

сечении насадки), м/с.

2

Коэффициент сопротивления является здесь некоторым

эффективным коэффициентом, учитывающим потерю давления как от

трения газа о поверхность насадочных тел, так и от изменения скорости и

направления газового потока при протекании его по каналам между

элементами насадки. Коэффициент зависит от типа насадки, режима

движения газа и является функцией критерия .

Коэффициент сопротивления нерегулярных насадок, кроме кольцевых,

в которых пустоты распределены равномерно по всем направлениям (шары,

седлообразная насадка), рекомендуется рассчитывать по уравнению:

2

5. Прочностной расчет

Расчету на механическую прочность от внутреннего избыточного

давления и внешних нагрузок (силы тяжести, ветровых, сейсмологических и

др.) должны подвергаться все основные элементы аппарата (обечайки,

днища, крышки и другие несущие нагрузку детали).

Стандартные узлы и детали при применении их в конструктивном

аппарате выбираются на ближайшее большее давление для рабочей

температуры и, как правило, на прочность не рассчитываются.

Расчет элементов стальных сварных аппаратов производится по

предельным нагрузкам, допускающим в отдельных напряженных местах

рассчитываемой детали, наряду с упругими, наличие пластических

деформаций.

Прочностной расчет аппарата начинается с выбора материала.

В нашем случае (сероводород не является агрессивной средой для

сталей) выбираем дешевую сталь марки Ст 20 с допускаемым напряжением

при температуре 1000С

Принимаем модуль продольной упругости

Прибавку на коррозию примем

5.1. Расчет толщины стенки обечайки

Расчет цилиндрических обечаек проводится по ГОСТ 14249-80, СТ

СЭВ 597-77

Гладкие цилиндрические обечайки (см. рис.2)

Расчет обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением.

Толщина стенки определяется по уравнению [4]:

2

2

Принимаем

Допускаемое внутреннее избыточное давление определяется по

формуле:

Расчет обечайки, нагруженной внешним давлением. Толщина стенки

приближенно определяется по формулам:

Конструкция гладкой цилиндрической обечайки

Коэффициент определяется в зависимости от значений

коэффициентов К1 и К3:

2

Тогда

Принимаем

Допускаемое наружное давление определяется по формуле:

где допускаемое давление из условия прочности определяется по

формуле:

а допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости

определяется по формуле:

где

2

Тогда:

2

Окончательно принимаем

5.2 Расчет днищ и крышек

Расчет днищ и крышек выполняется по ГОСТ 14249-80, СТ СЭВ

1039-78, СТ СЭВ 1048-78, СТ СЭВ 1041-78.

Днища эллиптические отборные (см. рис.3).

Расчет днищ, нагруженных внутренним избыточным давлением.

Толщина стенки днища определяется по формулам [4]:

Принимаем

Расчет днищ, нагруженных наружным давлением. Толщина стенки

днища приближенно определяется по формуле:

2

Для предварительного расчета коэффициент приведения радиуса

кривизны эллиптического днища принимается равным 0,9.

Тогда

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