В насадке абсорбера всегда остаётся какое-то количество жидкости, частично заменяемое непрерывно поступающим потоком. Это количество жидкости, отнесённое к единицы объёма слоя насадки, называется удерживающей способностью (или задержкой).

Деревянная решётчатая (хордовая) насадка из гладких или зубчатых реек позволяет использовать более высокие скорости газа и получить более высокие коэффициенты массопередачи. Её применяют тогда, когда надо обрабатывать большие количества газа сравнительно малым количеством жидкости.

Кусковая насадка изготовляется из кусков кварца или коксы (размером 25-50 мм). Обычно подбирают насадку таким образом, чтобы диаметр наименьших кусков был примерно в два раза меньше наибольших кусков. Кусковая насадка не рекомендуется, когда нежелательно загрязнения системы осадком. Гидравлическое сопротивление кусковой насадки больше, чем деревянной решётчатой или колец. Кусковая насадка отличается низкой стоимостью и химической стойкостью.

Насадка может заполнять объём аппарата полностью или слоями высотой 1,5 – 3 м. Во избежании растекания жидкости к стенкам кожуха после каждого слоя (кроме нижнего) устанавливают распределительный конус корректирующий равномерность распределения жидкости в насадке.

Орошение насадки организуют с помощью различных устройств. Наиболее простым из них является брызгалка, которая применяется, при больших количествах абсорбента. Отверстия для разбрызгивания имеют различный размер (от 3 и выше). Например, при абсорбции СО2 из газов под давлением отверстия в брызгалках делают диаметром 10-12 мм во избежании их закупоривания. На аппарат диаметром до 2 мм можно устанавливать одно такое устройство, помещённое по оси абсорбера. Брызгалки не пригодны в тех случаях, когда количество орошающей жидкости во время процесса изменяется в больших пределах, т.к. при значительном уменьшении количества жидкости орошаемая площадь существенно сокращается.

Применяют также открытые сита, представляющие собой дырчатые металлические листы, на которых слой жидкости удерживается за счёт гидростатического давления.

Такое устройство позволяет изменять количество орошающей жидкости в очень широких пределах. При подаче большого количества жидкости её уровень подымается до тех пор, пока не наступит равновесие между количествами поступающей жидкости и жидкости, стекающей через отверстия. Между кожухом и краем сита должно быть предусмотрено сечение, достаточное для прохода газа. Такие сита пригодны для аппаратов небольших диаметров.

Изменять расход жидкости можно с помощью оросителя. Вместо дырчатого листа берётся тарелка с короткими кососрезанными трубками одинаковой высоты. Жидкость переливается по стенкам трубок, а газ проходит через свободное сечение трубок. Такие оросители достигают диаметра 3 м. Для больших диаметров рекомендуют диск5овые разбрызгиватели, форсунки, перфарированые трубы и т.д.

Рисунок 1. Абсорбер

I – Газ с аммиаком

II – Газ с остатками аммиака

III - Вода

IV – Вода с аммиаком

1.3 Техника безопасности при обслуживании аппарата.

Процесс абсорбции широко применяют в химической промышленности для очистки паров и газов жидкостями.

Основная опасность эксплуатации аппаратов, предназначенных для этих процессов, - взрыв газов. Взрывоопасная концентрация может образоваться в результате нарушения технологического режима и попадания воздуха в систему, если произойдёт нарушение герметичности или неисправность гидрозатвора. Для предотвращения этой опасности все аппараты обеспечивают системами автоматического контроля и регулирования основных параметров технологического режима: расход газов, уровень жидкости, давление, температура и др.

Большую опасность представляет прекращение подачи воды в аппараты для конденсации паров. Внезапное повышение давления может привести к взрыву. Для защиты аппарата от разрушения при взрыве независимо от рабочего давления он снабжён разрывной предохранительной мембраной. Кроме того, предусмотрена система блокировки расхода воды на конденсацию с подачей в аппарат смеси газов.

1.4 Охрана окружающей среды.

Большую опасность для окружающей среды, для здоровья человека представляет не придуманная химизация промышленности, сельскохозяйственного быта. Одним из распространенных о весьма опасных загрязнений является нефть, а также нефтепродукты. С увеличением добычи нефти растут её потери в процессе транспортировки, при переработке и при сжигании.

При попадании в водоём нефть и нефтепродукты образуют плавающую на поверхности воды плёнку, частично растворяется, создаёт устойчивую эмульсию, оседает на дно водоёма.

Пары нефти при определённой концентрации вызывают у человека заболевание органов дыхания и центральной нервной системы.

В окружающей среде нефтепродукт постепенно окисляется до безвредных веществ. В водоёмах процесс самоочищения протекает при наличии достаточного количества кислорода и только в тёплое время года, причём продолжается длительное время.

К вредным физическим воздействиям относятся: шум, вибрация. Они оказывают раздражающее и вредное влияние на организм, снижается работоспособность. Основные пути снизить уровень шума: создание бесшумных машин и механизмов.

2. Расчётная часть.

1.5 Материальный баланс.

Определяем количество воздуха и относительный состав газовой и жидкой фаз.

Объёмный расход воздуха при нормальных условиях

Vвоз= (1-Ун) …… ……………………………………………….… 2.1

Vвоз = 18000(1-0,12)=15840/3600=4,4м3/с

Массовый расход воздуха

Gв=Vвоз*ρвоз ………………….………….………………………….2.2

Gв=4,4*1,29=5,676 кг/с

Относительный массовый состав газовой фазы на входе

Ун=(МNн3:Мв)*(У’н:100- ’н)………………………………………………2.3

МNH3 = 17

Мв=29

Ун=17/29*12(100-12)=0.08 кг/кг

Относительный массовый состав газовой фазы на выходе

Ун=(МNн3:Мв)*(У’к:100- У’к); У’к =Ун(1-Е)……………………………2.4

У’к =0,08(1-0,95)=0,004 кг/кг

Определяем количество поглощаемого вещества из уравнения материального баланса

М=Gв(Ун-У’к )………………………………….………………………2.5

М=5,676(0,08-0,004)=0,43 кг/с

Определяем расход воды (поглотителя)

L=Gв*l…………… .……………………………………………………… 2.6

Определяем конечную концентрацию аммиака

М=L(xkxH)……………………………………………………………………2.7

М=7,21(0,06-0)=0,43 кг/с

Определяем относительный массовый состав жидкой фазы на выходе

xk=М/L+xH ………………………………………………………….… 2.8

xk =0,43/7,21=0,06 кг/кг

Определяем равновесие давления газа на раствором соответствующее каждому значению x по формуле:

р*=Е*x

Определяем равновесное содержание NH3 в газовой фазе по формуле:

У*= (МNH3/Мвоз)*(р*/(р-р*))

Р=760 ммр.т.ст.

Данные расчётов заносим в таблицу 2.1

3.Расчёт основных параметров абсорбера

3.1 Определяем расчёт скорости газа в колонне , принимаем в качестве насадке керамические кольца Рамина правильно уложенные размером 50x50x5 мм.