Проектирование абсорбционной колонны
Рефераты >> Технология >> Проектирование абсорбционной колонны

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Технологический расчет

1.1 Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя

1.2 Движущая сила массопередачи

1.3 Выбор типа насадки

1.4 Скорость газа

1.5 Диаметр абсорбера

1.6 Плотность орошения и активная поверхность насадки

1.7 Расчет коэффициентов массоотдачи

1.8 Коэффициент массопередачи

1.9 Поверхность массопередачи и высота абсорбера

1.10 Гидравлическое сопротивление абсорбера

2. Подбор теплообменника

3. Расчет штуцеров

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Абсорбцией называют процесс поглощения газа жидким поглотителем, в котором газ растворим в той или иной степени. Обратный процесс – выделение растворенного газа из раствора – носит название десорбции.

В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы – жидкая и газовая и происходит переход вещества из газовой фазы (при абсорбции) или, наоборот, из жидкой фазы в газовую (при десорбции). Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.

На практике абсорбции подвергают большей частью не отдельные газы, а газовые смеси, составные части которых (одна или несколько) могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах. Эти составные части называют абсорбируемыми компонентами или просто компонентами, а непоглощаемые составные части – инертным газом.

Области применения абсорбционных процессов в промышленности весьма обширны: получение продукта путем поглощения газа жидкостью; разделение газовых смесей на составляющие их компоненты; очистка газов от вредных примесей; улавливание ценных компонентов из газовых выбросов.

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа в жидкости не сопровождается химической реакцией или влиянием этой реакции на скорость процесса можно пренебречь. Как правило, физическая абсорбция не сопровождается существенными тепловыми эффектами. Если при этом начальные потоки газа и жидкости незначительно различаются по температуре, такую абсорбцию можно рассматривать как изотермическую. С этого наиболее простого случая я начну расчет процесса абсорбции.

1. Технологический расчет

Геометрические размеры колонного массообменного аппарата определяются в основном поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.

Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи [1]:

, (1.1)

где М – масса пропана, кг/с;

Кх – коэффициент массопередачи по жидкой фазе, кг/(м2·с);

- средняя движущая сила по жидкой фазе, кг/кг;

Ку – коэффициент массопередачи по газовой фазе, кг/(м2·с).

- средняя движущая сила по газовой фазе, кг/кг.

Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя

Масса пропана, переходящего в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени, находим из уравнения материального баланса:

, (1.2)

где G – расход инертной части газа, кг/с;

L – расход жидкого поглотителя, кг/с;

- начальная концентрация пропана в газе, кг/кг;

- конечная концентрация пропана в газе, кг/кг;

- начальная концентрация пропана в поглотителе, кг/кг;

- конечная концентрация пропана в поглотителе, кг/кг.

1.1.1.1 Расход инертной части газа

, (1.3)

где V – объемный расход газа при условиях в абсорбере, м3/с;

ρу =1,29 кг/м3 - плотность воздуха при н.у.;

(1.4)

V = 1000(1 – 0,15)/3600 = 0,236 м3/с.

Тогда

кг/с.

1.1.1.2 Концентрация пропана в газе при н.у., на выходе из абсорбера [2]

, (1.5)

где G1 – расход газа (на входе в абсорбер), кмоль/ч;

WA – количество поглощенного пропана, кмоль/ч;

G2 – количество уходящего газа, кмоль/ч.

, (1.6)

кмоль/ч.

, (1.7)

кмоль/ч.

G2 = G1 - WA , (1.8)

G2 = 6,7 – 0,9849 = 5,7151кмоль/ч.

Значит

кмоль/кмоль.

1.1.1.3 Пересчитываем исходные мольные концентрации из мольных в относительные массовые

, (1.9)

где МК – мольная масса компонента (пропана), кг/кмоль;

МН – мольная масса носителя (воздуха), кг/кмоль.

кг/кг.

, (1.10)

кг/кг.

Следовательно

кг/с.

Расход поглотителя (воды) [3]

, (1.11)

где β – коэффициент избытка поглотителя, β = 1,2;

Lmin – теоретически минимальный расход поглотителя, кг/с.

, (1.12)

где - равновесная концентрация пропана в поглотителе, кг/кг.

Находим

Уравнение равновесной линии имеет вид:

, (1.13)

Значит m = 1,433 – коэффициент распределения;

Отсюда следует, что:

(1.14)

кг/кг.

Рассчитав мы можем найти минимальный расход поглотителя Lmin:

кг/с.

Следовательно

кг/с.


Страница: