Проектирование абсорбционной установки (стр. 5 из 6)

(2.6),

(2.7),

относит масс долей

Доводим конечную концентрацию до 3,5

10^-6

Из графика определяем, что количество тарелок в колонне равно 20.

4.2 Материальный баланс

Определим секундный расход газа, воспользовавшись формулой (2.8).

(2.8),

По формуле (2.9) определим массовый расход газа.

ρ_г (2.9),

Используя формулу (2.10) определим плотность газа.

ρ_г= ρ_в =

(2.10),

ρ_г

Определим расход поглотителя по формулу (2.11).

(2.11),

Используя формулу (2.12) определим объёмный расход поглотителя.

(2.12),

4.3 Тепловой баланс

Процесс абсорбции сопровождается выделением тепла.

Определим температуру газа на выходе из абсорбера, вычислив её по формуле (2.13).

(2.13),

Определим теплоту растворения газа в воде по формуле (2.14)

(2.14),

Из справочника находим значение

^оС

Так как разница между теплотой газа на входе и выходе незначительна, то, предусматривать отвод тепла нет необходимости.

4.4 Конструктивный расчет

Определим диаметр колонны по формуле (3.1)

(3.1),

Воспользовавшись формулой (3.2) найдём оптимальную скорость газа в колонне.

(3.2),

Из ряда стандартных диаметров принимаем диаметр колонны, равный 2200мм.

Уточним скорость газа.

Определим высоту колонны, вычислив её по формуле (3.3).

(3.3),

при D = 2400 из справочника выписываем значения:

Высоту тарельчатой части колонны определим, используя формулу (3.4).

(3.4),

4.5 Подбор стандартных конструктивных элементов

4.5.1 Подбор крышки и днища

Внутренний диаметр равен 2400 м

Высота борта равна 50 мм

Высота эллиптической части равна 600 мм

Внутренняя поверхность равна 6,63 м²

Внутренняя емкость равна 2,037 м³

Толщина стенки равна20 мм

Масса равна 1058 кг

4.5.2 Подбор тарелок

В барботажные абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками.

Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса – газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.

В зависимости от диаметра колонные аппараты изготовляют с тарелками различных типов. В колонну диаметром 2400 мм можно установить колпачковые тарелки типа ТСК-1.

Технические характеристики колпачковых тарелок типа ТСК-1 при диаметре, равном 2400 мм.

Свободное сечение колонны – 4,52 м²

Длина линии барботажа – 52,8 м

Периметр слива – 1,775 м

Свободное сечение тарелки – 0,557 м²

Относительная площадь для дохода паров – 12,3%

Масса - 240,8 кг

4.6 Расчет штуцеров

Подсоединение трубопроводов к сосудам и аппаратам осуществляется с помощью вводных труб или штуцеров. Штуцерные соединения могут быть разъемными (резьбовыми, фланцевыми, сальниковыми) и неразъемными (сварными, паяными, клеевыми). Наиболее распространены разъемные соединения с помощью фланцевых штуцеров. Стальные фланцевые штуцера представляют собой короткие куски труб с приваренными к ним фланцами либо с фланцами, удерживающимися на отбортовке, либо с фланцами, откованными за одно со штуцером. В зависимости от толщины стенок патрубки штуцеров могут быть тонкостенными и толстостенными. Типы штуцеров зависят от номинального (условного) давления и температуры среды.

Диаметр штуцеров рассчитывается по формуле:

Поскольку производительность колонны велика, поэтому для подачи и отвода газового потока предусматриваем по 3 штуцера.

К проектированию согласно для подачи и отвода газовой смеси примем из углеродистой стали наружным диаметром и толщиной стенки

4.7 Расчет массы аппарата. Подбор опор

Химические аппараты устанавливают на фундамент чаще всего с помощью опор. Аппараты, работающие в горизонтальном положении, независимо от того, где их монтируют (внутри помещения или вне его), устанавливают на седловых опорах. Аппараты вертикального типа, размещаемы на открытых площадках, оснащают юбочными опорами - цилиндрическими или коническими. Чаще всего юбочные опоры применяют для аппаратов колонного типа. Аппараты, устанавливаемые в помещении, могут монтироваться либо на подвесных лапах, либо на стойках.