Расчет насадочного абсорбера - курсовой

Содержание

Задание

Содержание

Перечень условных обозначений

Введение

1 Теоретические основы процесса

2 Выбор установки и типа конструкции основного оборудования, выбор материала

3 Технологический расчёт

Определение массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя

Расчёт движущей силы

Расчёт скорости газа и диаметра абсорбера

Расчет высоты светлого слоя жидкости

Расчёт коэффициентов массоотдачи

Расчет числа тарелок абсорбера

Выбор расстояния между тарелками и определение высоты абсорбера

Гидравлический расчёт

Тепловой расчёт

4 Механический расчёт

Расчёт толщины обечайки абсорбера

Расчёт толщины днища и крышки абсорбера

Расчёт опор аппарата

5 Расчёт и выбор вспомогательного оборудования

Расчёт вентилятора для подачи газовой смеси

Расчёт насоса для подачи адсорбента

Расчёт ёмкости для приёма адсорбента

6 Методы интенсификации процесса

Список использованных источников

Введение

Процессами массообмена называют такие процессы, в которых основную роль играет пере-нос вещества из одной фазы в другую. Движущей силой этих процессов является разность химических потенциалов. Она характеризует степень отклонения системы от состояния динамического равновесия. Массообменные процессы широко используются в промышленности для решения за-дач разделения жидких и газовых гомогенных смесей, их концентрирования, а также для защиты окружающей среды.

Наибольшее распространение получили следующие процессы: абсорбция, ректификация, экстракция, адсорбция, сушка, кристаллизация и т.д.

Рассмотрим процесс абсорбции. Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

Различают физическую абсорбцию и хемосорбцию. При физической абсорбции растворение газа в жидкости не сопровождается химической реакцией или, по крайней мере, влиянием этой ре-акции на скорость процесса можно пренебречь. Вследствие этого физическая абсорбция не сопровождается тепловым эффектом.

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

В промышленности процессы абсорбции применяются главным образом для извлечения ценных компонентов из газовых смесей или для очистки этих смесей от вредных примесей.

Абсорбционные процессы широко распространены в химической технологии и являются основной технологической стадией ряда важнейших производств (например, абсорбция в производстве серной кислоты; абсорбция НCl с получением соляной кислоты; абсорбция , па-ров , и других компонентов из коксового газа). Кроме того, абсорбционные процессы являются основными процессами при санитарной очистке выпускаемых в атмосферу отходящих газов от вредных примесей (например, очистка топочных газов от ; очистка от фтористых соединений газов, выделяющихся в производстве минеральных удобрений, и т. д.). Аппараты для проведения процесса называются абсорберы.

Методы интенсификации и повышения экономичности

Процесс абсорбции чаще всего проводится при противотоке газа и жидкости, используемой для выделяемых из смеси веществ и называемой абсорбентом. В промышленных установках абсорбция сочетается с десорбцией – выделением поглощенного вещества. Этим обеспечивается возможность получения целевого продукта и многократное использование абсорбента.

При определенной скорости газ начинает увлекать за собой капли жидкости, которые образуются при разрыве пузырьков, выходящих на поверхность барботажного слоя; при этом капли по-падают с потоком газа на вышерасположенную тарелку. Унос жидкости газовым потоком приводит к снижению движущей силы процесса моссопередачи, увеличению жидкостной нагрузки сливных устройств, потери абсорбента с уходящим из абсорбера газом. Величина брызгоуноса не должна превышать 510% общего количества подаваемой в абсорбер жидкости. Величина уноса возрастает с увеличением скорости газа в колонне и уменьшением высоты аппаратного пространства.

Анализ результатов расчета показывает, что основное диффузионное сопротивление массопереноса в этом процессе сосредоточенно в жидкой фазе. Поэтому можно интенсифицировать процесс абсорбции, увеличив скорость жидкости. Для этого нужно либо увеличить расход абсорбента, либо уменьшить диаметр абсорбера. Увеличение расхода абсорбента приведет к существен-ному увеличению капитальных и энергетических затрат. Уменьшение диаметра абсорбера приводит к уменьшению рабочей скорости газа, что вызовет соответствующее увеличение гидравлического сопротивления. Еще одним из способов интенсификации процесса может являться введение в процесс абсорбции источника колебания ультра звукового поля. Наложение УЗ колебаний на двухфазную систему вызывает местную турбулизацию из-за возникновения кавитации. Кроме того, возникает система поперечных волн, увеличивающая поверхность раздела.

Полученный аппарат является довольно небольшим, что свидетельствует о уменьшении затрат, связанных с применением дополнительных усилий для снятия внешних нагрузок, так как вероятнее всего нахождение этого аппарата в помещении.