Проекта "Абсорбционная установка для поглощения двуокиси углерода из газовоздушной смеси. Разработать тарельчатый абсорбер, тип тарелок ситчатые " (стр. 1 из 3)

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка: 33 с., 5 рис., 2 табл., 7 источников.

Графические материалы: технологическая схема установки, сборочный чертеж аппарата, сборочные чертежи узлов, - всего 3 листа формата А1.

Тема проекта "Абсорбционная установка для поглощения двуокиси углерода из газовоздушной смеси. Разработать тарельчатый абсорбер, тип тарелок - ситчатые ".

Приведены теоретические основы и особенности процесса абсорбции, выполнены расчеты материального и теплового балансов процесса, выполнены технологические расчеты аппарата, определены его размеры, гидравлическое сопротивление, обоснован выбор материала для изготовления аппарата.

Расчетами на прочность и герметичность показана надежность работы запроектированного аппарата.

Ключевые слова: АППАРАТ, УСТАНОВКА, ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА, АБСОРБЕР, ТАРЕЛКА, РАСЧЁТ, ОПОРА.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

1. Теоретические основы разрабатываемого процесса. 6

Обоснование выбора конструкции аппарата и материалов

2.Технологические и проектные расчеты аппарата 10

2.1 Описание технологической схемы установки 10

2.2 Устройство и принцип работы аппарата 11

2.3 Материальные балансы и технологические расчеты 13

2.4 Конструктивные расчеты 23

2.5 Гидравлическое сопротивление аппарата 24

3. Прочностные расчеты аппарата 26

3.1 Расчет толщины стенки аппарата 26

3.2 Расчет толщины стенки крышки аппарата 28

3.3 Расчет и выбор опоры 30

Список литературы 33

Приложение А

Введение

В современной промышленности широкое применение нашли высокоэффективные технологические процессы с использованием агрегатов с большой единичной мощности, средств механизации и автоматизации.

Колонные аппараты являются основным типом массообменного оборудования химических, нефтехимических, пищевых, фармацевтических и других производств. В колонных аппаратах проводятся такие важнейшие массообменные процессы как абсорбция, адсорбция, десорбция, ректификация, экстракция и др.

Главным условием работы массообменных колонных аппаратов является эффективное взаимодействие фаз, которое определяется величиной создаваемой поверхности контакта фаз и гидродинамическими условиями их взаимодействия.

Для реализации этих функций необходимы глубокие знания техники и технологии, методик расчета технологического процесса и оборудования. Определяющая роль в этом принадлежит курсу “Процессы и аппараты химической технологии”, который базируется на фундаментальных законах естественных наук и составляет теоретическую базу химической технологии.

Курсовой проект является завершающим этапом изучения предмета. В период работы над курсовым проектом учащийся приобрел навыки самостоятельной работы по выполнению расчетов химической аппаратуры и графическому оформлению объектов проектирования, познакомился с действующей нормативно – технологической документацией, справочной литературой, приобрел навыки выбора аппаратуры и технико-экономических обоснований.

1. Теоретические основы разрабатываемого процесса.

Обоснование выбора конструкции аппарата и материалов

Абсорбцией называют процесс поглощения растворимого компонента газовой смеси жидким поглотителем. Абсорбция является типичным массообменным процессом, в котором поглощаемый компонент из газовой фазы переходит в жидкую фазу, растворяясь в ней частично или до полного насыщения. Движущей силой процесса абсорбции является разность парциальных давлений поглощаемого компонента в газовой фазе (рабочей концентрации) и в жидкой фазе (равновесной концентрации). Изменяя условия процесса (температуру и давление), можно влиять на скорость процесса и направление переноса

Основным законом, определяющим равновесие в системе газ – жидкость, является закон Генри, согласно которому парциальное давление компонента в газовой фазе в условиях равновесия пропорционально мольной концентрации этого компонента в жидкости. Коэффициент пропорциональности – коэффициент Генри – зависит от температуры, природы газа и растворителя. Растворимость газов в жидкостях возрастает с повышением давления и понижением температуры.

При абсорбции происходит контакт жидкости и газа. При этом масса одного из компонентов газовой фазы переносится в жидкую фазу и наоборот. Механизм процесса переноса массы сводится к молекулярной и турбулентной диффузии. При молекулярной диффузии, происходящей в неподвижной фазе и ламинарном потоке, перенос массы характеризуется коэффициентом диффузии. При турбулентной диффузии перенос вещества осуществляется движущимися частицами и определяется гидродинамическим состоянием потока, механизм переноса вещества через поверхность раздела фаз является кардинальным вопросом теории массопередачи и окончательно не решен. Предполагая, что диффузионные сопротивления в жидкой и газовой фазах обладают свойством аддитивности, можно записать основное уравнение массопередачи:

, (1.1)

где К – коэффициент массопередачи; F – площадь поверхности контакта фаз; Δ_ср – средняя движущая сила процесса.

Среднюю движущую силу процесса можно выразить через разность парциальных давлений поглощаемого компонента на входе и выходе из абсорбера Δр_ср, разность молярных составов, разность относительных молярных составов, разность молярных концентраций. Так, при выражении движущей силы через парциальное давление на входе и выходе из абсорбера:

и

, (1.2)

где p_н и p_к – парциальное давление поглощаемого компонента в газе на входе и выходе из абсорбера; p_к^ж и p_н^ж - парциальное давление поглощаемого компонента в жидкости на выходе и входе в абсорбер.

Коэффициент массопередачи определяют в зависимости от способа выражения движущей силы процесса. Если движущую силу выражают через концентрации в газовой фазе, то уравнение для расчета К имеет вид:

, (1.3)

Коэффициент массопередачи, отнесенный к концентрации жидкости, определяют из соотношения:

, (1.4)

Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.

http://diplomrus.ru/raboti/29156/29156

, (2.2)

(2.3)

где ρ⁰_СО2 и ρ⁰_возд – плотности поглощаемого газа и воздуха в нормальных условиях (

кг/м³,

кг/м³); М_СO2 – мольная масса поглощаемого газа (для воздуха принимаем М_возд=29 кг/кмоль).

Массовый и объемный расходы поглощаемого газа на входе в абсорбер определяются по формулам [1]:

(2.4)

(2.5)

.

Абсолютная мольная (объемная) доля поглощаемго компонента в исходной газовой смеси определяются по формуле [1]:

(2.6)

Плотность двухкомпонентной газовой смеси находится по формуле [1]:

, (2.7)

Массовые расходы исходной газовой смеси и воздуха (инертного носителя) определяются по формулам [1]:

(2.8)

(2.9)