Проект установки для улавливания бензольных углеводородов

Kursach_ПАХТ.doc

МНСТЕРСТВО ОСВТИ НАУКИ УКРАНИ
ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦОНАЛЬНИЙ ТЕХНЧНИЙ УНВЕРСИТЕТ
Тема: «Проект установки для уловлювання бензольних
вуглеводнів в умовах ВАТ «Донецьккокс»
Пояснювальна записка до курсового проекту з дисципліни
«Процеси та апарати хімічної технології»
Проект прийнято комісією
У складі викладачів:
Курсовий проект: 43 стор. 3 табл. 2 рисунок 3 додатки 5 посилань.
Об’єктом роботи є скрубер для вловлювання бензольних вуглеводнів.
Мета роботи – спроектувати бензольний скрубер та допоміжне обладнання в умовах ВАТ «Донецьккокс».
У проекті наведені фізико-хімічні основи процесу вловлювання бензольних вуглеводнів опис технологічної схеми уловлювання бензольних вуглеводнів. А також приведені матеріальний та конструктивний розрахунки бензольного скруберу. У якості допоміжного обладнання розраховано матеріальний та тепловий баланси кінцевого газового холодильника а також обрана насосна установка задля подання поглинаючого мастила до бензольного скруберу. Зроблені висновки щодо впливу різних факторів на якість уловлювання бензольних вуглеводнів з коксового газу розташування обраної насадки у бензольному скрубері та ефективності вловлювання бензольних вуглеводнів нижче поданим методом.
КОКСОВИЙ ГАЗ БЕНЗОЛЬН ВУГЛЕВОДН СИРИЙ БЕНЗОЛ СКРУБЕР ДЕРЕВ’ЯНА ХОРДОВА НАСАДКА ПОГЛИНАЮЧЕ МАСЛО КНЦЕВИЙ ГАЗОВИЙ ХОЛОДИЛЬНИК НАСОСНА УСТАНОВКА
Фізико-хімічні основи процесу абсорбції6
Опис технологічної схеми уловлювання бензольних вуглеводнів10
Вибір конструкції основного апарату12
Розрахунок бензольного скруберу15
1 Матеріальний розрахунок15
2 Визначення поверхні абсорбції та розмірів скруберів20
Розрахунок кінцевого газового холодильника32
1 Матеріальний розрахунок 32
2 Тепловий розрахунок 33
Розрахунок насосної установки для подання поглинального масла до
бензольного скруберу37
Основне призначення бензольного відділення на коксохімічному виробництві є звісно відокремлення від коксового газу бензольних вуглеводнів. Проведення цього відокремлення може проводитися кількома методами:
виморожування за підвищеним тиском.
Найбільше поширення в коксохімічному виробництві одержали абсорбційні методи. Абсорбція – це процес переходу компонента із газової фази до рідкої. На виробництві ці методи полягають у промиванні коксового газу маслами кам'яновугільного або нафтового походження які мають велику поглинальну здатність стосовно бензолу і його гомологів. Розчинені в маслі бензольні вуглеводні віддуваються потім водяним паром при нагріванні. Поглинання бензольних вуглеводнів проводять у бензольних скруберах які є основними апаратами відділення. Найпоширеніші у наш час скрубери – це скрубери із дерев’яною чи металевою спіральною насадкою. Для того щоб досягнути визначеного ступеню уловлювання часто стається так що одного скрубера недостатньо. Тому проектують декілька скруберів через які послідовно проходить коксовий газ та поглинач (протитечією). У проекті наведений розрахунок бензольного скруберу саме із дерев’яною хордовою насадкою.
Проектування установки в цьому проекті дозволить вирішити деякі питання оптимізації процесу поглинання бензольних вуглеводнів з коксового газу.
ФЗКО-ХМЧН ОСНОВИ ПРОЦЕСУ АБСОРБЦ
В основі відокремлення бензольних вуглеводнів від коксового газу лежить процес абсорбції – процес поглинання газів в об’ємі рідини. На практиці абсорбції піддають не окремі гази а газові суміші складові частини яких поглинаються рідиною. Ці складові частини суміші називають абсорбованими компонентами (абсорбат) а не поглинені частини - інертним газом. Розрізняють фізичну абсорбцію та хемосорбцію. При фізичній абсорбції процес поглинання не супроводжується хімічною реакцією. При хемосорбції абсорбований компонент вступає в хімічну реакцію з речовиною абсорбенту. У нашому випадку відбувається процес фізичної абсорбції.
Абсорбція підкоряється усім закономірностям які розглядаються для массопередачі. Процес абсорбції базується на рівнянні Генрі:
де Х – мольна частка речовинв А у розчин;
Р парціальний тиск речовини А над розчином;
Пояснюється воно наступним чином: розчинність компоненту прямо пропорційна тиску цього компоненту над розчином. Закон здійснюється для ідеальних газів при невеликих тисках та невеликих концентраціях.
Закон Дальтону свідчить про те що тиск який здійснює газова суміш дорівнює сумі парціальних тисків кожного газу із суміші:
де Рзаг – загальний тиск газової суміші;
Р Рв парціальний тиск ожного з компонентів суміші.
снує наступний зв’язок між парціальним тиском компоненту та тиском суміші:
де у –мольна частка компонента у газовій суміші.
Роблячи підстановку отримуємо:
Це буде рівняння рівноваги для абсорбції. Під час процесу рушійною силою у апараті є різниця концентрацій у газовій фазі між поточною концентрацію пари компонента та його рівноважною концентрацією у газовій фазі за визначеними умовами. Особливе значення мають визначені умови: концентрація тиск та температура. Річ у тому що
із зростанням тиску розчинність газу в рідині збільшується та збільшується швидкість процесу абсорбції і навпаки;
із зростанням температури розчинність газу зменшується а разом із нею зменшується й швидкість абсорбції і навпаки;
із зміненням концентрації відбувається й зміна рушійної сили абсорбції тобто також змінюється її швидкість.
Тобто треба обов’язково враховувати усі три фактори при розрахунку швидкості абсорбції.
Також під час абсорбції виділяється тепло яке збільшує температуру компонентів та погіршує умови проведення процесу. Тому намагаються відводити тепло з абсорберів у тих випадках де це можливо.
Абсорбцію здійснюють у массообмінних апаратах які називають абсорберами (тарілчасті насадкові плівкові роторно-плівкових і розпилювальні). Зв'язок між концентраціями поглинаємого компоненту в газі у2 та в рідині в будь-якому горизонтальному перетині апарату знаходять з рівняння матеріального балансу (т. з. рівняння робочої лінії). У загальному випадку це рівняння має вигляд:
де L і G витрати рідини і газу;
уп ук початкова та кінцева концентрації компоненту у газовій фазі;
Коли обсяги фаз у ході абсорбції змінюються незначно робоча лінія – пряма:
де y x – концентрації компонента у газовій та рідкій фазі відповідно у даному перерізі апарата.
На рисунку 1.1 зображена схема матеріальних потоків у абсорбері із прямотечією та протитечією та рушійна сила у декількох перерізах апарата.
Рисунок 1.1 – Схема матеріальних потоків у абсорбері і вид робочої та рівноважної ліній (а – при протитечії б – при прямотечії): АВ - робоча лінія; ОС-рівноважна лінія; і - рушійна сила відповідно у газовій фазі в верхнім і нижнім перерізах абсорберу.
ОПИС ТЕХНОЛОГЧНО СХЕМИ УЛОВЛЮВАННЯ БЕНЗОЛЬНИХ ВУГЛЕВОДНВ
Уловлювання бензольних вуглеводнів з коксового газу на більшості коксохімічних заводів здійснюється наступним чином. Коксовий газ охолоджений у кінцевому газовому холодильнику надходить до бензольних скруберів послідовно йдучи з одного скруберу у інший.
Обезбензолене поглинальне масло із температурою 27 – 30° С подається відцентровим насосом до верхньої частини насадки останнього по ходу газу скруберу стікає по насадці й потім через гідро затвор відводиться до переточного ящику звідки насосом подається до наступного скруберу.
Насичене бензолом масло після першого по ходу газу скруберу насосом подається до апаратури для десорбції бензолу. Газопровід при скруберах й комунікації для поглинального масла мають відповідні засувки за допомогою яких можна вимикати будь-який з працюючих скруберів не порушуючи нормальної роботи скруберної установки у цілому.
Задля запобігання обводнення поглинального масла у скруберах особливо у зимовий час за рахунок конденсації водяної пари з коксового газу необхідно щоб температура масла що надходить до скруберів була вищою від температури коксового газу. Звичайно для одного газового потоку встановлюють три скрубери із дерев’яною або металевою спіральною насадкою.
В якості поглинача бензольних вуглеводнів з коксового газу застосовують кам’яновугільне масло яке отримують на коксохімічних заводах під час ректифікації смоли або солярове масло яке є продуктом переганяння нафти. Найбільше поширення отримало кам’яновугільне масло. Свіже кам’яновугільне масло повинно відповідати визначеним вимогам щодо змісту нафталіну та відгону до 300° С.
У процесі роботи якість кам’яновугільного масла погіршується: збільшується його в’язкість молекулярна масса й підвищується температура кипіння. Тому задля підтримання якості поглинального масла циркулюючого в уловлювальній установці на визначеному рівні невелика частина масла безперервно виводиться з циклу й підлягає регенерації у спеціальному регенераторі.
Ступінь уловлювання бензольних вуглеводнів з коксового газу залежить від температури масла змісту бензольних вуглеводнів у обезбензоленому маслі кількості поданого масла та його якості поверхні насадки тиску й низки інших факторів. Зміст бензольних вуглеводнів у зворотному газі не повинен перевищувати 2 г м3
Технологічна схема бензольного відділення зображена у додатку А
ВИБР КОНСТРУКЦ ОСНОВНОГО АПАРАТУ
Серед конструкцій абсорберів для видалення бензольних вуглеводнів з коксового газу можна виділити наступні апарати: насадковий скрубер полий (безнасадковий) скрубер апарати що працюють в режимі емульгування тарілчаста колона апарати які працюють у провальному режимі скрубери із пласко- паралельною насадкою.
Скрубери для поглинання бензольних вуглеводнів поглинальним маслом являють собою вертикальні циліндричні апарати діаметром 4 ÷ 6 м та висотою 34 ÷ 45 м. Скрубери заповнюють насадкою. У коксохімічній промисловості найбільше поширення одержали два види насадки для бензольних скруберів: дерев'яна хордова й металева спіральна. Дерев'яну хордову насадку виготовляють з рейок товщиною 10 ÷ 12 мм висотою 100 ÷ 120 мм і з відстанню між рейками 20 ÷ 25 мм. По краях пакетів рейок встановлюють опорні рейки висотою 120 ÷ 140 мм товщиною 20 ÷ 25 мм. Насадку укладають секціями по 20 ÷ 25 кіл з відстанями між секціями до 05 м. Опір проходові газу 2 ÷ 3 мм вод. ст. на 1 м висоти насадки. Спіральну металеву насадку виготовляють зі сталевої оцинкованої стрічки шириною 95 ÷ 10 мм і товщиною 02 ÷ 025 мм. Розміри спіралі: довжина 380 мм діаметр 19 мм крок 25 ÷ 27 мм кількість витків в одній спіралі 15. Поверхня 1 м3 насадки 130м2 маса 104 кг. Насадку укладають ярусами висотою не більш 3 м. Кожен ярус – на металевих ратах що кладуть на швелери. Опір проходові газу 2 ÷ 3 мм вод. ст. на 1 м насадки при V = 1 мс у вільному перерізі. Під час експлуатації металева насадка в більшому ступені забивається ніж дерев'яна тому коксовий газ необхідно у випадку застосування металевої насадки ретельно очищати від смоляного туману в електрофільтрах а масло піддавати ректифікації. В останньому по ходу газу скрубері над зрошувальним пристроєм установлюють насадку що осушує у вигляді шару керамічних кілець 25 × 25 × 3 мм заввишки 03 ÷ 07 м для відділення крапель масла що виносяться газом.
У нижній частині скруберу є збірник для стічного із насадки масла із штуцерами задля висмоктування й аварійного переливу а також пристрій для автоматичного підтримання рівня масла. Збірник для масла відділений від газової частини суцільним днищем [3].
Задля відводу тепла яке виділяється під час абсорбції а також для підвищення щільності зрошення у насадкових абсорберах часто застосовують схему із рециркуляцією поглинача: поглинач який витікає з абсорберу насосом через холодильник знову подається до абсорберу. Використаний поглинач частково відводиться а замість нього надходить відповідна кількість свіжого поглинача.
Слід зазначити що рециркуляція погіршує витягання компонента з газової суміші тому що при цьому підвищується концентрація надходячей на зрошення рідини.
Для того щоб колона працювала ефективно насадка яка її заповнює повинна задовольняти наступним вимогам:
) мати велику поверхню на одиницю об’єму;
) мати великий вільний об’єм у якому здійснюється контакт між рідиною та паром;
) чинити невеликий опір газовому потоку;
) рідина та мілкі тверді частинки не повинні накопичуватися у деякій частині об’єму насадки; рідина не повинна протікати між насадкою та стінками апарату;
) матеріал насадки повинен бути стійким до хімічного впливу рідини та газу які знаходяться у колоні;
) мати невелику питому вагу;
) мати високу механічну міцність при відсутності значних бокових тисків.
При цьому вартість 1 м3 ефективної поверхні повинна бути невеликою [1].
У поданому курсовому проекті прийнято розрахувати бензольний скрубер із дерев’яною хордовою насадкою. Вона була обрана через свою просту конструкцію (подібну насадку легко можна зробити на любому підприємстві) низку собівартість (цей критерій мабуть найголовніший у сучасному стані вітчизняних підприємств коксохімії) легкість у експлуатації (безпроблемна заміна насадки яка вийшла з ладу) значну механічну міцність та якість роботи (на відміну від металевої дерев’яну хордову не так інтенсивно захаращує смола а також відпрацьоване масло).
Складальне креслення основного апарату наведено у додатку Б а специфікація до нього – у додатку В.
РОЗРАХУНОК БЕНЗОЛЬНОГО СКРУБЕРУ
1 Матеріальний розрахунок
Вихідний склад коксового газу наведений у таблиці 4.1.
Таблиця 4.1 – Склад коксового газу на вході до скруберу
Бензольні вуглеводні
Температура газу що поступає до скруберів становить 26°С і тиск 846 мм рт. ст. Приймаємо втрати бензольних вуглеводнів з газом що виходить зі скруберів 3 гм3 сухого газу що становить [3]:
Тоді ступінь вловлювання становить:
Кількість бензольних вуглеводнів що поглинаються становить:
Таким чином зі скруберів виходить газ наступного складу (таблиця 4.2):
Таблиця 4.2. Склад коксового газу на виході зі скрубера
Фактичний вміст бензольних вуглеводнів у газі що надходить становить:
а у газі що виходить:
де 825 - тиск газу після бензольних скруберів мм рт. ст.;
3 – температура газу після бензольних скруберів К.
Максимальний вміст бензольних вуглеводнів у маслі що поступає визначаємо за рівнянням що справедливо для невеликих концентрацій (4.1):
де а2 – вміст бензольних вуглеводнів у газі що виходить гм3;
Р2 – тиск газу що виходить зі скруберів мм рт. ст.;
Мп – молекулярна маса поглинача що становить 170;
Рсб – пружність пари бензольних вуглеводнів над маслом що надходить при температурі 30 °С мм рт. ст.
Для визначення пружності бензольних вуглеводнів над маслом що надходить приймаємо такий склад бензолу: бензолу – 75% толуолу – 19% ксилолів – 5% сольвентів – 1%.
Для розрахунку приймаємо умовно склад сирого бензолу у маслі однаковим складу отриманого сирого бензолу.
Пружність компонентів сирого бензолу при 30 °С становить мм рт. ст.:
Середня молекулярна маса сирого бензолу становить:
де 78 92 106 120 – молекулярні маси компонентів.
Молекулярні частки компонентів у сирому бензолі:
Тоді пружність бензольних вуглеводнів становить:
Таким чином максимальний вміст бензольних вуглеводнів у поступаю чому маслі складає:
Дійсний вміст С повинен бути менш ніж рівноважний для створення рушійної сили абсорбції зверху скруберів (4.2):
де n – коефіцієнт зсуву рівноваги який приймаємо у межах (11 ÷ 12). Приймаємо n = 115 маємо:
Максимальний вміст бензольних вуглеводнів у маслі що виходить зі скруберів за умови рівноваги унизу скрубера визначається за рівнянням (4.3):
де а1 – вміст бензольних вуглеводнів у газі що входить гм3;
Р1 – тиск газу що входить до скруберів мм рт. ст.;
Рсб – пружність пари бензольних вуглеводнів над маслом що поступає при температурі 30 °С.
Для зсуву рівноваги у низу абсорбції приймаємо коефіцієнт зсуву рівноваги n=15. Тоді:
Мінімальна кількість поглинача розраховується згідно формули (4.4):
Дійсна кількість поглинача (4.5):
що складає на 1 м3 сухого газу:
Таким чином у надходячому маслі міститься бензольних вуглеводнів:
у маслі що виходить:
таким чином поглинається:
Матеріальний баланс скруберів представлений у таблиці 4.3
Таблиця 4.3. Матеріальний баланс скруберів
2 Визначення поверхні абсорбції та розмірів скруберів
Для скруберів що проектуються приймаємо дерев’яну хордову насадку з такою характеристикою:
Товщина рейки a = 001м;
Відстань між рейками b = 002м;
Висота рейки с = 01м.
Критичну швидкість газу визначаємо згідно з рівнянням (4.6):
В’язкість коксового газу за температури 30 °С становить Z = 00127 спз.
Густина газу на виході
Еквівалентний діаметр насадки:
Таким чином критична швидкість газу:
Потрібний живий перетин насадки встановлюється згідно (4.7):
де V – фактична об’ємна витрата коксового газу на виході зі скрубера:
Загальний перетин насадки скрубера становить:
діаметр скрубера становить:
Поверхню абсорбції визначаємо за рівнянням (4.8):
де G – кількість бензольних вуглеводнів що поглинаються ;
К – коефіцієнт швидкості абсорбції кг(м2·с·од. рушійної сили);
ΔРсер – середня рушійна сила абсорбції мм рт. ст.
Рушійна сила абсорбції зверху скрубера становить (4.9):
де – парціальний тиск бензольних вуглеводнів у газі що виходить з апарату;
– пружність бензольних вуглеводнів над маслом що поступає.
Рушійна сила абсорбції внизу апарату становить (4.10):
де – парціальний тиск бензольних вуглеводнів у газі що поступає до апарату;
– пружність бензольних вуглеводнів над маслом що виходить з апарату.
Середня рушійна сила абсорбції визначається як (4.11):
Коефіцієнт швидкості абсорбції визначається за рівнянням (4.12):
де – коефіцієнт масовіддачі при абсорбції крізь газову плівку. Він визначається з критерію Нусельта (4.13):
число Рейнольдсу для газу визначається за (4.14):
число Прандтля для газу розраховується за (4.15):
де – кінематична в’язкість коксового газу при середніх умовах (4.16):
густина коксового газу на вході:
густина коксового газу на виході:
середня густина газу при н. у.:
а при фактичних умовах:
Коефіцієнт дифузії бензольних вуглеводнів у коксовому газі за нормальних умов визначається рівнянням (4.17):
де – молекулярна маса коксового газу: ;
Приведемо цей коефіцієнт до фактичних умов за формулою (4.18):
і коефіцієнт масовіддачі крізь газову плівку становить згідно (4.19):
Коефіцієнт абсорбції крізь плівку рідини визначається рівнянням (4.20):
число Рейнольдсу для поглинача (4.21):
де - швидкість зрошення;
- кінематична в’язкість поглинача.
Величина визначається з рівняння (4.22):
де L – кількість поглинача;
U – периметр збігання поглинача у одному крузі насадки м;
– щільність поглинача (1055).
де l – довжина рейок у одному крузі.
В’язкість поглинаючого масла при температурі 30 °С складає 165 спз що у перерахунку на кінематичну в’язкість складає:
число Пандтля поглинача визначаємо за рівнянням (4.23):
Коефіцієнт дифузії бензольних вуглеводнів у поглинальному кам’яновугільному маслі дорівнює = 014·10-6 м2год.
звідси коефіцієнт масовіддачі крізь плівку рідини:
Для перерахунку на рушійну силу абсорбції у мм рт. ст. значення треба розділити на константу рівноваги Генрі (4.24):
де Н – константа Генрі (мм рт. ст.·м3)кг.
Через те що пружність бензольних вуглеводнів над маслом що надходить складає 0546 мм рт.ст. величина х1 – вміст бензольних вуглеводнів у маслі що поступає:
тоді константа Генрі складає:
Аналогічно знаходимо з умов рівноваги над маслом що виходить:
Коефіцієнт масовіддачі складає:
кг(м2·год·мм рт. ст.).
Необхідна поверхня абсорбції становить за (4.25):
або на 1 м3 сухого коксового газу
Поверхня кола насадки становить:
необхідна кількість кіл насадки складає:
Приймається до встановлення 3 робочих скрубери по 216 кіл насадки і у кожному 6 секцій по 36 кіл.
Приймаючи відстань між секціями 05 м висоту опорних рейок 01 м та відстань від верха насадки до кришки і від низу насадки до днища 5 м маємо загальну висоту бензольного скрубера:
Складальне креслення скруберу з обрахованими розмірами зображене у додатку Б а специфікація до нього – у додатку В.
РОЗРАХУНОК КНЦЕВОГО ГАЗОВОГО ХОЛОДИЛЬНИКА
1 Матеріальний розрахунок
До холодильника надходить коксовий газ з аміачного абсорберу з температурою 590С і тиском 860 мм.рт.ст. (після уловлювача).
Кількість газу що надходить до КГХ становить:
Приймаємо температуру газу на виході з холодильника 260С і тиск 846мм.рт.ст.
Об’єм водяної пари на виході з холодильника визначається рівнянням:
Vв.п. = Vc.г. * р (846 – р)
де р – пружність водяної пари при температурі 260С що становить 2521 мм.рт.ст.
ТодіVв.п. = (27687 – 2179) * 2521 (846 – 2521) = 778 нм3год або по масі 625кггод.
Таким чином конденсується води: 1750 – 625 = 1125 кггод.
Кількість коксового газу на виході з холодильника:
2 Тепловий розрахунок
Тепло що вноситься коксовим газом з абсорберу:
а) тепло що вноситься сухим коксовим газом
де g1 – кількість сухого коксового газу на вході кггод;
c1 – питома теплоємність сухого коксового газу кДжкг*град;
tг – температура коксового газу на вході град.
q1 = 11250 * 07 * 419 * 59 = 1946779 кДжгод.
б) тепло що вноситься водяною парою:
q2 = g2 * (r + c2 * tг)
де g2 – кількість водяної пари у газі на вході кггод;
c2 – питома теплоємність водяної пари кДжкг*град;
r – питома теплота конденсації водяної пари кДжкг;
q2 = 1750 * (595 + 0438 * 59) * 419 = 4552324 кДжгод;
в) тепло що уноситься бензольними вуглеводнями:
де g3 – кількість бензольних вугдеводнів у газі на виході кггод;
c3 – питома теплоємність бензольних вуглеводнів кДжкг*град;
q3 = 850 * 0246 * 419 * 59 = 51692 кДжгод;
г) тепло що уноситься сірководнем:
де g4 – кількість сірководню у газі на виході кггод;
c4 – питома теплоємність сірководню кДжкг*град;
q4 = 400 * 0238 * 419 * 59 = 23534 кДжгод
Всього уноситься коксовим газом:
Тепло що вноситься охолоджувальною водою з температурою 230С:
де W – витрати охолоджувальної води кггод;
cв – питома теплоємність води кДжкг*град;
tв – початкова температура охолоджувальної води град;
Q2 = 419 * 23 * W = 96*W (кДжгод)
Загальне надходження тепла:
Qнадх = 96 * W + 6574329 (кДжгод)
Тепло що уноситься коксовим газом з КГХ при температурі 260С:
а) тепло що уноситься сухим коксовим газом
де g1 – кількість сухого коксового газу на виході кггод;
tг – температура коксового газу на виході град.
q1 = 11250 * 07 * 419 * 26 = 857903 кДжгод
б) тепло що уноситься водяною парою:
де g2 – кількість водяної пари у газі на виході кггод;
q2 = 625 * (595 + 0438 * 26) * 419 = 1587979 кДжгод
q3 = 850 * 0246 * 419 * 26 = 22781 кДжгод
q4 = 400 * 0238 * 419 * 26 = 10370 кДжгод
Q3 = q1 + q2 + q3 + q4 = 2479033 кДжгод
Тепло що уноситься охолоджувальною водою та конденсатом з температурою 350С:
Q4 = (W + Gк) * cв * tв
де Gк – кількість конденсату кггод;
tв - температура охолоджувальної води на виході з КГХ град
Q4 = (W + 1125) * 419 * 35 = 147 * W + 165375 (кДжгод)
Загальні витрати тепла:
Qвитр = Q3 + Q4 = 2644408 + 147 * W (кДжгод)
Прирівнюючи надходження та витрати тепла знаходимо витрату охолоджувальної води W:
W = кггод або 77 м3год
РОЗРАХУНОК НАСОСНО УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОДАННЯ ПОГЛИНАЛЬНОГО МАСЛА ДО БЕНЗОЛЬНОГО СКРУБЕРУ
Кількість масла що подається до скруберу:
Геометрична висота підйому масла у трубопроводі: ;
Приймаємо швидкість руху поглинального масла у трубопроводі:
Рисунок 6.1 – Принципова схема подання масла насосом до скруберу
Діаметр трубопроводу розраховуємо за рівнянням (6.1):
де – швидкість розчину у трубопроводі мс.
Отриманий діаметр трубопроводу округляємо до найближчого стандартного значення d = 90 мм й товщиною 4 мм. Тобто фактичний діаметр дорівнює d = 82мм. Приймаємо що трубопровід виготовлений з нових стальних труб тобто абсолютна шорсткість мм. Корозія матеріалу незначна. Тоді
Фактична швидкість руху рідини з вище наведеної формули буде дорівнювати =178 мс.
Тобто режим течії перехідний. Визначаємо коефіцієнт тертя λ [4]:
тобто відноситься до зони змішаного тертя. Тоді
Визначаємо значення коефіцієнтів місцевого опору [7] на всмоктувані. .
коліна (φ = 90°) =22
Визначаємо значення коефіцієнтів місцевого опору нагнітання: м.
засувка при d = 90 мм ;
Загальний напір насосу визначається згідно формули (6.2):
де Рск – тиск у скрубері Па;
Рзб – тиск у збірнику масла Па;
ρ – густина масла кгм3;
Нг – геометрична висота підйому рідини м;
hв – загальні втрати напору в нагнітальній та всмоктуючій лініях м.
мм рт. ст. = 212680 Па.
Такий напір при заданій продуктивності можуть забезпечити відцентрові насоси [5]. Корисна потужність насосу визначається за рівнянням:
Потужність на валу електродвигуна:
Приймаємо до встановлення відцентрований насос марки Х4554 із наступними характеристиками: Q = 125·10-2 м3с; Н = 54 м [4]. До насосу встановлений електродвигун типу АО2-72-2 із номінальною потужністю .
Наявним результатом поданого курсового проекту є технологічна схема бензольного відділення та складальне креслення скруберу із специфікацією до нього. Враховуючи виробничі технологічні та економічні умови була обрана дерев’яна хордова насадка до бензольного скруберу. Виходячи із складу та витрати коксового газу в умовах ВАТ «Донецьккокс» був проведений конструктивний розрахунок який визначив висоту (Н = 3342 м) кількість кіл насадки (648 шт.) та діаметр (D = 3 м ) скруберу. Зроблені розрахунки допоміжного обладнання дозволили з’ясувати витрату води на кінцевому газовому холодильнику яка дорівнює 77 м3год та обрати відцентровий насос Х4554 з напором Н = 481 м (задля подання поглинального масла до скруберу) із електродвигуном до нього АО2-72-2 із номінальною потужністю .
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. –М.: Химия 1971. – 784 с.
Павлов К.Ф. Романов П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии – Л.: Химия 1987 г. – 576 с.
Коробчанський И.Е. Кузнецов М.Д. Расчёты аппаратуры для улавливания химических продуктов коксования – М.: Металлургия 1972. – 269 с.
Основные процессы и аппараты химической технологииПод ред. Ю.И. Дытнерского. – М.:Химия 1991. – 494 с.
Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. – Л.: Химия 1991. – 352 с.

технологическая схема.cdw

Условное обозначение
Поглотительное масло дебензине
Поглотительное масло бензине
Сборник свежего масла
Технологическая схема улавливания бензольных углеводородов

skrubrob.cdw