расчет абсорбера

В данном курсовом проекте была рассмотрена абсорбционная установка для разделения газовой смеси аммиак-воздух, в качестве поглотителя использовалась вода.
В ходе проектирования данной установки были выполнены необходимые проектные и поверочные расчеты. Произведен расчет процесса абсорбции поглощения аммиака водой, на основании которого разработана технологическая схема. Выполнен расчет основного аппарата - абсорбционной колонны: гидравлический расчет с определением диаметра колонны; определены коэффициенты массоотдачи и массопередачи, определена высота насадки; рассчитано гидравлическое сопротивление аппарата. На основании технологической схемы выполнен подбор вспомогательного оборудования: конденсатора, холодильника, подогревателя, газодувки, трубопровода, насосов. Рассмотрен процесс де ...

Оглавление 3
Введение 5
1. Описание технологической схемы 8
2. Расчет основного аппарата 9
2.1 Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя 9
2.1.1 Относительная массовая концентрация 9
2.1.2 Построение равновесной линии 10
2.1.3 Материальный баланс 11
2.1.4 Построение рабочей лини 12
2.2 Движущая сила массопередачи 13
2.3 Скорость процесса 13
2.3.1 Коэффициент массопередачи 13
2.3.2 Скорость газа 14
2.3.3 Диаметр колонны 15
2.3.4 Плотность орошения 15
2.3.5 Коэффициенты массоотдачи 16
2.3.5 Поверхность массопередачи 18
2.3.7 Высота абсорбера 18
3. Гидравлическое сопротивление насадки и абсорбера 20
4. Подбор вспомогательного оборудования 21
4.1 Выбор трубопровода 21
4.2 Определение потерь на трение и местные сопротивления 21
4.3 Выбор насоса 23
4.4 Расчет газодувки 23
4.5 Расчет подогревателя 25
 
4.6 Расчет конденсатора 27
4.7 Расчет холодильника 29
4.8 Выбор емкости 30
4.9 Десорбция 31
5. Конструктивный расчет аппарата 33
5.1 Выбор обечайки 33
5.2 Расчет опор 33
Заключение 36
Библиографический список 38

Абсорбцией - называют процесс поглощение газа жидким поглотителем, обратный процесс - выделения газа из раствора называется десорбцией.
В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы - жидкая и газовая, происходит переход вещества из газовой в жидкую или наоборот, из жидкой в газовую при десорбции. Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи.
На практике абсорбции подвергают не отдельные газы, а газовые смеси, состоящие из одного или нескольких компонентов.
Жидкая фаза состоит из поглотителя и абсорбируемого компонента. Большей частью поглотитель представляет собой раствор активного компонента, вступающего в химическую реакцию с абсорбируемым компонентом, при этом вещество, в котором растворен активный компонент, будем называть растворителем.
Инертный газ и поглотитель являются носителями компонента, соответственно в газовой и жидкой фазах. При физической абсорбции инертный газ и (поглотители компонента) поглотитель не расходуется и не участвует в процессе перехода из одной фазы в другую.
При хемосорбции поглотитель может химически взаимодействовать с компонентом.
Протекание абсорбционных процессов характеризуется статикой и кинетикой процесса.
Статика абсорбции, то есть равновесие между жидкой и газовой фазами определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие между фазами определяется термодинамическими свойствами компонента и поглотителя и зависит от свойства одной из фаз, температуры и давления.
Кинетика абсорбции, то есть скорость процесса массообмена, определяющий степень отклонения системы от равновесного состояния, свойства поглотителя, компонента и инертного газа, а так же способом соприкосновения фаз (устройством аппарата, и режимом его работы). В абсорбционных аппаратах движущая сила, как правило, измеряется по их длине и зависит от характера взаимного движения (противоток, прямоток, и т.д.). Прямолинейное (движение) поведение абсорбции может сочетаться с десорбцией. Если десорбцию не производят, поглотитель используется однократно. При этом в результате абсорбции получают готовый продукт, полупродукт, или если абсорбция производится с целью санитарной очистки газов, раствор (обезвреженный) сливают в канализацию.
Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно использовать поглотитель и выделять абсорбированный компонент в чистом виде. Для этого раствор после абсорбента отправляют на десорбцию, где происходит выделение компонента, а регенерированный (освобожденный от компонента) раствор вновь возвращают на абсорбцию. При такой схеме (круговой процесс) поглотитель не расходуется, если не считать малых, очень не значительных его потерь, все время циркулирует через систему абсорбер-десорбер-абсорбер. В некоторых случаях (при наличии дешевого поглотителя), в процессе десорбции отказываются, при этом поглотитель сбрасываю в канализацию, а в абсорбер подают свежий.
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорбционные аппараты должны иметь развитую поверхность соприкосновения между газом и жидкостью, такие аппараты называют абсорберами. Выбор типа абсорбера определяется видом контакта потоков газа и жидкости. Для создания развитой поверхности контакта фаз, газ пропускают через колону с тарелкой (насадкой и т.д.). Тарельчатые абсорберы представляют собой колонны, заполненные тарелками, которые укладывают в один или несколько слоев. Жидкость стекает по тарелки в виде плитки, газ движется противотоком. В качестве тарелок используют тарелки: клапанные, ситчатые, колпачковые, балластные и т.д. Выбор тарелки (насадки) как ее химической и механической стойкостью, так и характеристиками тарелок (насадок).