Определяем количество инертного газа (воздуха) при нормальных условиях

Стр 1 из 2Следующая ⇒

М-8 ПиА-3

Занятие № 42

РАЗДЕЛ 3 МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ

Тема 3.3 Абсорбция и десорбция

(Романков П. Г. и др. ПиАХП, 1989, с.331-332)

Вопросы

1 Методика расчёта абсорберов.

2 Расчёт абсорбера.

Методика расчёта абсорберов

При расчёте абсорберов обычно заданы:

§ расход газа G,

§ начальное Y_н и конечное Y_к содержание в нём целевого компонента,

§ начальное содержание целевого компонента в абсорбенте Х_н.

Основными определяемыми величинами являются:

§ расход абсорбента L,

§ диаметр D _а и высота Н абсорбера,

§ его гидравлическое сопротивление ∆р

Порядок расчёта следующий.

1 На диаграмме Y – X строят равновесную зависимость Y* = f(X) и определяют значение Х*_к. (Данные о равновесных составах имеются в справочной литературе или рассчитываются).

2 Определяют минимальный расход абсорбента

l _мин = G (Y_н - Y_к) / (Х*_к - Х_н),

а затем рассчитывают рабочий расход поглотителя

L = φ* l _мин ,

где φ – коэффициент избытка поглотителя (обычно принимают φ = 1,3 – 1,5).

3 Для найденного значения L можно определить конечный состав абсорбента Х_киз уравнения материального баланса

М = G*(Y_н - Y_к) = L *(Х_к - Х_н)

4 На диаграмме Y – X строят рабочую линию - прямая, проходящая через точки с координатами:

- точка А (Y_н, Х_к); точка В (Y_к, Х_н)

5 Количество поглощённого компонента определяют из уравнения материального баланса

М = G*(Y_н - Y_к) = L *(Х_к - Х_н)

6 Далее определяют высоту Н и диаметр абсорбера D _а:

D _а = √ ( V _y ) / (0.785* v _y )

где V _y – объёмный расход газовой фазы, м3;

V _y – рабочая скорость газа в абсорбере, определяемая по скорости захлёбывания

Высота колонны насадочного абсорбера Н_к рассчитывается по уравнению:

Н _к = h_нас + ∆h₁ + ∆h₂ + h_кр + h_дн, [ м ]

где h_нас – высота слоя насадки;

∆h ₁ – расстояние от верхнего слоя насадки до крышки;

∆h ₂ - расстояние от нижнего слоя насадки до днища;

h _кр – высота крышки;

h _дн – высота днища.

Высота тарельчатой колонны Н_к , зависящая от числа тарелок, рассчитывается по уравнению:

Н _к = ( n - 1) h + 3 h + h_кр + h_дн, [ м ]

где n – число тарелок,

h – расстояние между тарелками, зависящее от типа тарелки, м;

3 h – высота, учитывающая расстояние от верхней тарелки до крышки аппарата (h) и от нижней тарелки до днища колонны (2 h)

7 Величина гидравлического сопротивления ∆р_т барботажных тарелок рассчитывается как сумма трёх сопротивлений:

∆р_т = ∆р_с.т + ∆р_σ + ∆р_г.ж,

где ∆р_с.т – сопротивление сухой тарелки;

∆р_σ – сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения жидкости;

∆ р_г.ж – сопротивление газожидкостного слоя на тарелке.

Величина ∆р_с.т определяется по уравнению:

∆р_с.т = (ζ* w ² _отв *ρ) / (2),

где w _отв = w _ф / f _отв - скорость газа в отверстиях тарелки;

w _ф – фиктивная скорость газа (в расчёте на пустое сечение аппарата).

Коэффициент сопротивления ζ тарелок изменяется в широких пределах (0,5 – 4,0) и зависит от конструкции тарелок. Значения ζ приводятся в специальной литературе.

Потеря давления ∆р_σ на преодоление сил поверхностного натяжения жидкости σ при входе в слой жидкости на тарелке:

∆р_σ = 4σ / d _э ,

где d _э – эквивалентный диаметр прорези в тарелке.

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя на тарелке ∆р_г.жпринимают равным статическому давлению слоя:

∆ р_г.ж = h₀ ρ _ж g = h_{г.жρг.жg},

где h₀ и h_г.ж – высота жидкости и газожидкостного слоя на тарелке;

ρ _ж и ρ_г_.ж – плотность жидкости и газожидкостной смеси на тарелке.

ПиА НГ (2)

Занятие № 40

Практическая работа № 11

Методика расчёта абсорбера

по теме: Абсорбция

Цель:

1 Изучить методику расчёта и построения линии равновесия процесса абсорбции.

2 Получить навыки определения координат точек рабочей линии и навыки её построения.

3 Определить минимальный и рабочий расход поглотителя.

4 Построить линию равновесия и рабочую линию процесса абсорбции на графике х - у.

5 Определить число единиц переноса при поглощении аммиака водой графическим методом.

ЗАДАНИЕ

Варианты индивидуальных заданий

Показатели	*В А Р И А Н Т Ы*
Показатели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Производительность абсорбера по газу, тыс. м³/ч	18	16	14	12	10	18	16	14	12	10
Содержание аммиака в газовой смеси, % об.: - на входе в абсорбер - на выходе из абсорбера	6,0 0,39	5,8 0,38	5,6 0,37	5,4 0,36	5,2 0,35	5,0 0,34	4,8 0,33	4,6 0,32	4,4 0,31	4,2 0,3
Содержание аммиака в погло-теле на входе в абсорбер, % м.	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1	0,3	0,25	0,2	0,15	0,1
Удельный расход поглотителя, кг/кг	1,5	1,48	1,46	1,44	1,42	1,40	1,38	1,36	1,34	1,32
Общее давление в абсорбере, мм рт.ст.	760	760	760	760	760	760	760	760	760	760
Температура поглотителя и газа на входе в абсорбер, ^оС	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38
Поглотитель	Вода. .

Варианты индивидуальных заданий

Показатели

В А Р И А Н Т Ы

Производительность абсорбера по газу, тыс. м³/ч

Содержание аммиака в газовой смеси, % об.: - на входе в абсорбер - на выходе из абсорбера

4,0 0,29

3,8 0,28

3,6 0,27

3,4 0,26

3,2 0,25

3,0 0,24

2,8 0,23

2,6 0,22

2,4 0,21

2,2 0,2

Содержание аммиака в погло-теле на входе в абсорбер, % м.

0,32

0,3

0,28

0,26

0,24

0,22

0,2

0,18

0,16

0,12

Удельный расход поглотителя, кг/кг

1,5

1,47

1,43

1,39

1,35

1,31

1,27

1,23

1,19

1,15

Общее давление в абсорбере, мм рт.ст.

760

Температура поглотителя и газа на входе в абсорбер, ^оС

Поглотитель

Вода.

Методика расчёта абсорбера

Газ (Аммиак) поглощается водой из воздуха с начальным содержанием аммиака 5 % объёмных, конечное содержание аммиака в воздухе 0,27 % объёмных. Производительность абсорбера 10000 м³/ч (при нормальных условиях). Общее давление газа Р = 760 мм рт.ст. Содержание аммиака в поступающей на абсорбцию воде 0,2 % масс., удельный расход поглотителя l = 1,18 кг/кг.

Определить:

1) количество поглощённого аммиака;

2) конечную концентрацию его в воде;

3) рассчитать и построить равновесную линию процесса абсорбции на Y-Х – диаграмме

4) построить рабочую линию данного процесса абсорбции на Y-Х – диаграмме

Расчёт

Определяем количество инертного газа (воздуха) при нормальных условиях

10000*(1 – 0,05) = 9500 м³/ч,

где 10000м3 – производительность абсорбера;

(1 – 0,05) – содержание инертного газа (воздуха) в газовой смеси в долях единицы;

0,05 – содержание аммиака в газовой смеси в долях единицы.

Переводим м³/ч в кг/ч

G = 9500*1,29 = 12300 кг/ч,

где 1,29 – плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м³.

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 188; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!