Расчет и проектирование насадочного абсорбера

Содержание

Введение

Выбор конструкционного материала аппарата

Технологический расчет

Гидравлический расчет

Конструктивный расчет

Механический расчет

Заключение

Библиографический список

Введение

В курсовом проекте рассматривается процесс абсорбции. Абсорбция – это процесс поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив) не взаимодействует химически с абсорбентом. Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.

Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощенного газа из раствора – десорбция.

Абсорбционные процессы широко распространены в химической технологии и являются основной стадией ряда важнейших производств (например, абсорбция SO3 в производстве серной кислоты; абсорбция HCl с получением соляной кислоты; абсорбция окислов азота водой в производстве азотной кислоты; абсорбция паров различных углеводородов из газов переработки нефти и т.п.). Кроме того, абсорбционные процессы являются основными процессами при санитарной очистке выпускаемых в атмосферу отходящих газов от вредных примесей.

Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называются абсорберами. Как и другие процессы массопередачи, абсорбция протекает на поверхности раздела фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образования этой поверхности абсорберы можно условно разделить на следующие группы:

1) поверхностные и пленочные;

2) насадочные;

3)барботажные (тарельчатые);

4) распыливающие.

Широкое распространение в промышленности в качестве абсорберов

получили колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. В насадочной колонне (Рис.1) насадка 1 укладывается на опорные решётки 2, имеющие отверстия или щели для прохождения газа и стока жидкости. Последняя с помощью распределителя 3 равномерно орошает насадочные тела и стекает вниз. По всей

высоте слоя насадки равномерное распределение жидкости по сечению колонны обычно не достигается, что объясняется пристеночным эффектом – большей плотности укладки насадки в центральной части колонны, чем у ее стенок.

Вследствие этого жидкость имеет тенденцию растекаться от центральной части колонны к ее стенкам. Поэтому для улучшения смачивания насадки в колоннах большего диаметра насадку иногда укладывают слоями (секциями) высотой 2-3 м и под каждой секцией, кроме нижней, устанавливают перераспределители жидкости 4.

В насадочной колонне жидкость течет по элементу насадки в виде тонкой пленки, поэтому поверхностью контакта фаз является в основном смоченная поверхность насадки, и насадочные аппараты можно рассматривать какразновидность пленочных. Однако, в последних пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, а в насадочных абсорберах – только по высоте элемента насадки. При протекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается, и на нижележащем элементе образуется новая пленка. При этом часть жидкости проходит через расположенные ниже новые слои насадки

в виде струек, капель и брызг.

Выбор конструкционного материала основного аппарата

При изготовлении аппаратов к конструкционным материалам предъявляются следующие требования:

1. Достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением, при которых осуществляется технологический процесс, а также стойкость против других возможных видов коррозионного разрушения (межкристаллитная коррозия, электрохимическая коррозия сопряжённых металлов в электролитах, коррозия под напряжением и др.);

2. Достаточная механическая прочность при заданных давлении и температуре технологического процесса, с учётом специфических требований, предъявляемых при испытании аппаратов на прочность, герметичность и т. п. и в эксплуатационных условиях при действии на аппараты различного рода дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, прогиб от собственного веса и т.д.);

3. Наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и коррозионной стойкости их в агрессивной среде, обрабатываться резанием, давлением, подвергаться сгибу и т.п.;

4. Низкая стоимость материала, не дефицитность и освоенность её промышленностью. Необходимо стремиться применять двухслойные стали, неметаллические материалы, стали с покрытиями из неметаллических материалов.

Так как СО2 не является агрессивным веществом, то в качестве конструкционного материала для основных деталей и корпуса насадочного абсорбера можно использовать легированную сталь 12Х18Н10Т (ГОСТ 552079).

В качестве инертного газа в смеси служит воздух, который является агрессивным веществом, вызывающим коррозию металлов.

Заключение

Согласно заданию был произведен расчет и проектирование насадочного абсорбера. В результате оптимизации была выбрана оптимальная насадка с наименьшими затратами - керамические кольца Рашига 50х50х5.

Действительный расход поглотителя в 1,04 раза больше минимального. Действительная скорость газа в абсорбере составляет 25,09% от предельной скорости.

Диаметр абсорбера – 1000 мм, высота насадки - 9,1696 м, высота цилиндрической части абсорбера проектная - 12,6864 м.

Насадка укладывается в 2 слоя.

RAFKAT_PAKhT.cdw

Кольца Рашига 50х50х5
Аппарат предназначен для разделения смеси бром-воздух
концентрацией 7% (мольн.).
Емкость номинальная 40
Производительность 0
Давление в колонне - 0
Температура среды в кубе - 18
Среда в аппарате - токисчная
Тип колонны - насадочная.
испытании и поставке аппарата должны выпол-
а) ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное. Общие
требования безопасности";
б) ОСТ 26.231-79 "Сосуды и аппараты стальной сварки. Тех-
нические требования".
Материал деталей колонны
соприкосающийся с разделяемыми га-
зами - сталь Ст3 ГОСТ 380-2005.
Аппарат испытывать на прочность и плотность гидравлически
в горизонтальном положении давлением 1 МПа
в вертикальном поло-
Сварные соединения должны соответствовать требованиям
ОСТ 26-01-82-77 "Сварка в химическом машиностроении".
Сварные швы в объеме 100% контролировать рентгенопросвечи-
Действительное расположение штуцеров