Главная | Обратная связь

Основные технологические параметры

Задание

Спроектировать абсорбционную установку для поглощения диоксида углерода (H2S) из газовой смеси (воздух). В качестве исходных данных Заданы следующие величины:

1. Объёмный расход поступающей газовой фазы в колонну

25254Нм³/ч

2. Содержание поглощаемого компонента (H2S) в поступающем газе

20%, объемн.

3. Степень извлечения

= 98%

4. Начальное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте (моноэтаноламине)

0%

5. Конечное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте, массовая доля

0,47%

6. Температура поступающей газовой смеси в колонну

= 20 ⁰С

7. Температура моноэтаноламина, поступающей на абсорбцию

= 20 ⁰С

8. Давление в колонне

= 0,1 МПа

В результате расчёта определяют:

Расчет тарельчатой абсорбционной колонны

Основные технологические параметры

 

1. Пересчёт начальной весовой концентрации поглощаемого компонента газовой фазы в объёмные %

 

2. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при входе в абсорбер, кмоль/кмоль

 

3. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при выходе из абсорбера, кмоль/кмоль

 

4. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при входе в абсорбер

%

 

5. Конечная относительная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при выходе из адсорбера

%

6. Объёмный расход инертной составляющей газовой фазы (норм. усл.), Нм³/ч

7.

 

8. Мольный расход поглощаемого компонента, кмоль/ч

 

9. Мольный расход абсорбента (инертной составляющей жидкой фазы), кмоль/ч

 

10. Молекулярный вес газовой фазы, кг/кмоль

 

11. Плотность газовой фазы, кг/м³

 

12. Объёмный расход газовой фазы, входящей в абсорбционную колонну, м³/с

 

13. Мольный расход газовой фазы, поступающей в абсорбционную колонну, кмоль/ч

 

 

14. Определяется диаметр колонны:

Предельно допустимая скорость газовой фазы (условие превышения10% уноса жидкой фазы с газовой) рассчитывается для ситчатых тарелок как

 

, м/с

 

- рабочая скорость газовой фазы в свободном сечении колонны, которая составляет: , м/с

 

м

Принимаем Dк = 1,4 м

 

 

15. По принятой площади свободного сечения отверстий, выраженной в % от общей площади свободного сечения аппарата, рассчитывается скорость газа в отверстиях тарелки, м/с

 

^16. Принимается отношение площади свободного сечения сегмента переливного устройства к площади тарелки 10%, т.е. R=0,1 и определяется площадь свободного сечения переливного устройства, м²

 

17. Скорость жидкой фазы в переливном устройстве, м/с

 

18. Гидравлическое сопротивление тарелки от сил поверхностного натяжения, Па

 

19. Статическое сопротивление слоя жидкости, Па

 

20. Высота статического слоя жидкости, м

 

21. Сопротивление сухой тарелки, Па

 

22. Общее сопротивление тарелки, Па

 

23. Высота жидкости в переливном устройстве, м

24. Минимальное расстояние между тарелками, обеспечивающее гидрозатвор в сливном патрубке

м

Принимаем Н_МТ = 500 мм

 

25. Вязкость газовой фазы, Па*с

 

26. Кинетические коэффициенты процесса

кмоль/м²*с

, кмоль/м²*с

 

27. Рабочая площадь тарелки без учёта площади двух переливов, м²

 

28. Величина отношения рабочей площади тарелки к поперечному сечению колонны

 

29. По справочным или расчётным данным в координатах строится график равновесной зависимости , выражающей связь концентраций поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах, находящихся в равновесии. Здесь же наносится прямая рабочая линия процесса абсорбции, выражающая связь рабочих концентраций, по 2 точкам прямой .

Примечание: -относительные мольные концентрации.

 

30. Разбивается интервал изменения рабочих концентраций в колонне на участки, в пределах которых равновесную зависимость можно считать прямолинейной. Для каждого участка изменения концентраций определяется тангенс угла наклона равновесной линии

31. Рассчитывается коэффициент массопередачи для каждого участка изменения концентраций

32. Находятся числа единиц переноса для этих же участков изменения концентраций

 

33. Для найденных значений чисел единиц переноса вычисляют значение величины

 

34. Вычисляется среднее значение концентрации абсорбируемого компонента в абсорбенте для каждого участка

 

35. Для средних значений концентрации строится ряд прямых линий A₁C₁; A₂C₂; A₃C₃ и т.д., параллельных оси ординат.

36. Рабочая концентрация газа на тарелке над жидкостью состава будет всегда меньше равновесной. Этим концентрациям будут соответствовать точки B₁; B₂; B₃ и т.д., лежащие на отрезках A₁C₁; A₂C₂; A₃C₃ ниже точек A₁; A₂; A₃ и т.д. Положения этих точек определяются из выражения

 

37. На диаграмме от точек C на кривой равновесия откладываются найденные отрезки BC и через полученные точки B₁; B₂; B₃ и т.д. наносится кривая, являющаяся кинетической линией процесса.

38. Между найденной кинетической кривой и рабочей линиями проводится ступенчатое построение ломаной линии в пределах концентраций и . Число ступеней этой ломаной линии даёт число тарелок абсорбционной колонны = 34 тарелок

 

39. Общее сопротивление тарелок в колонне, Па

=452.27122*34=15377.22

 

40. Расчет числа люков

Разместим люки через каждые 6 тарелок

 

Принимаем 6 люков +1 люк над 34-ой тарелкой

 

41. Общая высота колонны определяется

Нк = (5*800) + (28*500) + 2100(вверх) + 4800(низ) = 24900мм