Расчет адсорбционной установки для улавливания п-ксилола

Содержание

Введение

1 Состояние вопроса

2 Технические описания и расчеты

2.1 Описание принципа работы технологической схемы

2.2 Изотерма адсорбции паров п-ксилола на активном угле

2.3 Диаметр и высота адсорбера

2.4 Коэффициент массопередачи

2.5 Продолжительность адсорбции. Выходная кривая. Профиль концентрации в слое адсорбента

2.6 Материальный баланс

2.7 Расчет комплектующего оборудования

2.8 Гидравлический расчет продуктовой линии и подбор нагнетательного оборудования

Заключение

Список используемых источников

Введение

Под адсорбцией понимают процесс поглощения одного компонента или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом - адсорбентом. Поглощаемое вещество носит название адсорбата, или адсорбтива.

Процессы адсорбции избирательны и обычно обратимы. Благодаря их обратимости становится возможным выделение поглощенных веществ из адсорбента, или проведение процесса десорбции.

Механизм процесса адсорбции отличается от механизма абсорбции, вследствие того что извлечение веществ осуществляется твердым, а не жидким поглотителем.

Адсорбция применяется главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адсорбтива. В тех случаях, когда концентрация поглощаемого вещества в исходной смеси велика, обычно выгоднее использовать абсорбцию.

Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция обусловлена взаимным притяжением молекул адсорбата и адсорбента под действием сил ВандерВаальса и не сопровождается химическим взаимодействием адсорбированного вещества с поглотителям. При химической адсорбции, или хемосорбции, в результате химической реакции между молекулами поглощенного вещества и поверхностными молекулами поглотителя возникает химическая связь.

Процессы адсорбции широко применяются в промышленности при очистке и осушки газов, очистке и осветлении растворов, разделении смесей газов и паров, в частности при извлечении летучих растворителей из их смеси с воздухом или другими газами (рекуперация летучих растворителей) и т. д. Адсорбцию используют для очистки аммиака перед контактным окислением, осушки природного газа, выделения и очистки мономеров в производствах синтетического каучука, смол и пластичесских масс, выделения ароматических углеводородов из коксового газа и для многих других целей. В ряде случаев после адсорбции поглощенные вещества выделяют (десорбируют) из поглотителя.

Значение адсорбционных процессов сильно возросло за последнее время вследствие расширения потребностей в веществах высокой очистки

Технические описания и расчеты

2.1 Описание принципа работы технологической схемы

Установка адсорбции предназначена для очистки абгазов, выходящих из промывной колонны абгазов, перед их выбросом в атмосферу. Установка адсорбции является установкой очистки газа, на которую распространяются Правила эксплуатации установок очистки газа. Она состоит из трех адсорберов А13, каждый из которых представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат.

Заполняется адсорбер в три слоя:

нижний слой - гравий, высота слоя 110 мм;

средний слой - активированный уголь, высота слоя 500 мм;

верхний слой - гравий, высота слоя 40 мм.

Между слоями гравия и активированного угля уложена сетка, которая предотвращает унос частиц активированного угля из адсорбера.

Абгазы поступают в адсорбер через соответствующие входные клапаны ВР8,10,12 и проходят под колосниковую решетку снизу вверх через слой активированного угля. При этом п-ксилол адсорбируется углем. Очищенные газы отводятся в атмосферу через соответствующие выходные клапаны ВР7,9,11. Адсорбция ведется в двух параллельно работающих адсорберах, третий адсорбер в это время находится на регенерации. Регенерация угля осуществляется острым водяным паром давлением 0,25 МПа, подаваемым в адсорбер сверху вниз. Пар в адсорбер поступает через клапаны ВР1,3,5. При этом адсорбированный п-ксилол отгоняется вместе с водяным паром, поступает в конденсаторы К1,2 через клапаны ВР2,4,6. В конденсаторах К1,2 пары конденсируются, далее охлаждаются в охладителе дистиллята О и поступают в отделитель воды От. Из отделителя воды От верхний слой (п-ксилол) выводится в емкость для пксилола, а нижний слой (вода) в емкость для барометрической воды или в емкость сточной воды.

После окончания регенерации (пропаривания) адсорбер переключается на поглощение. Абгазы, проходя через слой нагретого гравия, незначительно прогреваются, производя сушку активированного угля. Одновременно происходит охлаждение адсорбера. Охлажденный уголь снова поглощает п-ксилол.

Управление установкой адсорбции осуществляется с помощью автоматического программного устройства. Программное устройство автоматически проводит цикл: поглощение → пропаривание → сушка → охлаждение → поглощение по программе для каждого адсорбера.

Запуск программного устройства в работу возможен как в автоматическом режиме, когда переключение адсорбера идет в заданной последовательности без участия оператора, так и в ручном режиме, когда переключение адсорбции осуществляет сам оператор с помощью кнопок на главном пульте управления процессом. Остаточная концентрация п-ксилола в абгазах, выбрасываемых в атмосферу, составляет менее 20 мг/м 3.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта на тему «Расчет адсорбционной установки для улавливания пксилола» я познакомилась с принципами ее работы и назначения.

Получила навыки по расчету и проектирования адсорбционной установки. В расчетной части по заданным параметрам был рассчитан горизонтальный адсорбер. Был рассчитан расход острого пара на регенерацию адсорбента. Также был подобран центробежный вентилятор Ц14030. Был начерчен чертеж общего вида проектируемого адсорбера, также выполнен чертеж общего вида центробежного вентилятора