Определяем относительные весовые составы газовой фазы по формуле
Y = G к / G н = ( M к / M н )*[ p / ( P - p )] (Пл. 16-12,с.566),
заменяя в ней величины давления на пропорциональные им объёмные содержания:
на входе
Y1 = (17 / 29)*[5 / (100 - 5)] = 0.03085 = 0,0309
на выходе
Y2 = (17 / 29)*[0,27 / (100 – 0,27)] = 0.001587 = 0,0016
Определяем количество поглощённого аммиака
M = G*(Y1 - Y2) = 12300*(0.0309 – 0.0016) = 360,39 кг/ч
4 Определяем концентрацию аммиака в поступающей на абсорбцию воде (в относительных весовых единицах) – содержание аммиака переведено в доли единицы
Х2 = а / (1 - а) (Пл. 16-11,с.565),
Х2 = 0,002 / (1 – 0,002) = 0,002
5 Для построения линии равновесия процесса абсорбции аммиака водой определяем коэффициент пропорциональности (коэффициент Генри) ψ. Для раствора аммиака в воде, если её температура на входе в абсорбер t 2 = 20оС, он выражается формулой
lg ψ = 9.343 – (1922 / Т),
где Т – температура раствора, К,
ψ –в мм т. ст., значения коэффициента Генри (в ат) для различных температур приведено в Приложении XVI (Пл. с.826).
Дифференциальная теплота растворения аммиака в воде Ф = 2070*103 Дж/кг
5.1 Определяем температуру жидкости по формуле (17-8. Пл. с.593):
t = t2+ (Ф / с)(Х – Х2),
где с – теплоёмкость жидкости (воды). с = 4190 Дж/(кг*град)
В данной формуле мы знаем все величины, кроме Х и t. Подставим известные нам значения и произведём соответствующие действия для упрощения
t = 20 + (2070*103 / 4190)*(Х – 0,002) = 19 + 494*Х
Теперь задаёмся рядом значений Х, начиная с начальной концентрации аммиака в воде, поступающей в абсорбер (Х2 = 0,002) – см. п.4 расчёта – с интервалом 0,003 – 0,005, например
|
|
|
0,002, 0,005, 0,01, 0,015, 0,02, 0,025, 0,03, 0,035, 0,04.
Подставляем каждое из этих значений в формулу для расчёта текущей температуры и рассчитываем её.
Например,
t = 19 + 494*Х = 19 + 494*0,002 = 19,988 = 20,0оС
t = 19 + 494*Х = 19 + 494*0,005 = 21,47 = 21,5оС
(Для остальных значений Х температуру рассчитайте самостоятельно).
5.2 Далее для каждой температуры рассчитываем значения коэффициента Генри (ψ), подставляя в уравнение рассчитанные температуры в К, например,
ψ = 0,823 ат при 20оС (Пл. с.826, Приложение XVI)
Для рассчитанных температур далее определяем коэффициент Генри (помните метод интерполяции?) сначала в ат , затем переводим атмосферы в мм рт. ст., например
ψ = 0,823 ат
1 ат = 735 мм рт.ст. (смотрите переводные таблицы по давлению)
0,823 ат - ψ ψ = 0,823*735 / 1 = 604,905 мм рт.ст.
(Аналогично рассчитайте значения ψ для всех рассчитанных вами температур при соответствующих Х).
5.3 Далее находим равновесные парциальные давления газа для каждого значения Х по формуле (Закон Генри):
р * = ψ Х
Например, р* = 604,905*0,002 = 1,2118 = 1,2 мм рт.ст.
(Аналогично рассчитайте значения р * для всех значений принятых вами Х).
|
|
|
5.4 Последним этапом данного расчёта является определение Y* по формуле
Y * = G к / G н = ( M к / M н )*[ p * / P ] = ( M к / M н )*[ ψ Х / P ] = = kX (Пл. 17-3,с.591)
или Y * = ( M к / M н )*[ ψ Х / P ].
Например,
Y * = ( M к / M н )*[ ψ Х / P ] = (17 / 29)*(604,905*0,002 / 760) = 0,000933 = 0,0009
(Аналогично рассчитайте значения Y * для всех значений принятых вами Х).
5.5 Данные всех расчётов сводим в таблицу
Таблица 1 – данные для построения линии равновесия процесса абсорбции
| Заданные значения Х, относ.вес.единицы | 0,002 | 0,005 | 0,01 | 0,015 | 0,02 | 0,025 | 0,03 | 0,035 | 0,04 |
| t , оС ( t = 19 + 494*Х) | 20 | ||||||||
| Ψ, мм рт.ст. | 605 | ||||||||
| р * , мм рт.ст. = ψ Х | 1,2 | ||||||||
| Y *, относ.вес.един. | 0,0009 |
5.6 По значениям Х и Y * (на миллиметровке) на диаграмме Y -Х строим линию равновесия процесса абсорбции.
6 Определяем минимальный удельный расход поглотителя. Для этого на Y -Х – диаграмме строим точку В с координатами (Х2 = 0,002 и Y2 = 0,0016) и точку А' на линии равновесия с ординатой Y1 = 0.0309. Абсциссой точки А' будет Х1 = 0,0318.
|
|
|
Минимальный удельный расход поглотителя составляет:
l мин = tgα = ( Y 1 – Y 2 ) / (Х'1 – Х2)
l мин = (0,0309 – 0,0016) / (0,0318 – 0,002) = 0,985 кг/кг
В промышленной практике расход абсорбента принимают равным
L = (1.3 – 1.5) l мин .
Определяем расход воды абсорбцию
L = l мин * G = 1.5*0.985*12300 = 18173.25 кг/ч
Определяем конечную концентрацию аммиака в поглощающей воде
Х 1 = Х 2 + [( Y 1 – Y 2 ) / l мин ] = 0.002 + (0.0309 - 0.0016) / 0.985 = 0.03276 = 0.033
Запишем уравнение рабочей линии процесса абсорбции
Y = 0,0016 + 0,985(Х – 0,002) = 0,985Х – 0,00037
10 Строим рабочую линию на Y -Х – диаграмме. Для построения рабочей линии проводим прямую через точку А (Х1 = 0,033 и Y 1 = 0,0309) точку В (Х2 = 0,002 и Y 2 = 0,0016). Соединяем эти точки прямой линией.
11 Рассчитайте самостоятельно (по исходным данным – см. строку: Удельный расход поглотителя, кг/кг):
· расход воды абсорбцию;
· конечную концентрацию аммиака в поглощающей воде.
Сравните полученные результаты с данными, полученными в предыдущем расчёте.
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 100; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!