Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Ноября 2013 в 22:31, курсовая работа
Спроектувати абсорбційну установку безперервної дії для поглинання водою компонента з його суміші з повітрям. Тип колони вибрати самостійно. Колона працює під атмосферним тиском. Початкова суміш, містить 8% об., ступінь абсорбції компоненту 98%, температура абсорбції 20℃. Витрати початкової суміші 2,5⁄с. газова суміш і абсорбент охолоджується до температури абсорбції водою в холодильнику. Температура газової суміші перед холодильником 75℃, температура абсорбенту після регенерації 60℃. Початкова температура охолоджуючої води прийняти 10℃, ступінь насищення - 0,75.
U= ;
U= = = 13, 39 ⁄ (год)
Оптимальна густина зрошення:
= 110 (4.19)
= 0,158110 = 17,38 ⁄ ( год.)
= = 0,77
Отже, поверхність насадки змочена не повністю. Насадка не підходить.
Приймаємо насадку 80х80х8 мм.
Характеристика:
Поверхня - 80 ⁄
Вільний об’єм – 0,72 ⁄
Еквівалентний діаметр – 0, 036м
Маса 1 – 670кг
При даному діаметрі густина зрошення U= 13, 39 ⁄ ( год.)
= 0,15880 = 12,64 ⁄ (год.)
= =1,06 ›1,
насадка підходить. Зрошується повністю, і тому Ψ=1, [4,236с.]
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
КП13.ХТ04.59.00.000.ПЗ
4.3 Визначення висоти насадкової колони.
Висота насадкової колони визначається за рівнянням :
Нк=
М/(fSK∆cр Ψ)
Приймаємо відстань шару насадки до кришки абсорбера = 1,2м. відстань від насадки до днища абсорбера =2,7м., [3,236с.]
Виходячи з основного рівняння масовіддачі, визначаю висоту шару насадки:
Рушійна сила знизу абсорбера на вході газу:
= - ;
= 0,056 - 0,042 = 0,014 кг⁄кг повітря
Зверху абсорбера на виході газу:
= - ; (4.22)
= 0,00150 – 0,0008 = 0,0007 кг⁄кг повітря
Так як, відношення ⁄= 0,014⁄0,0007 = 20›2, середню рушійну силу визначаю за формулою (4.23.):
= ;
= = = = 0,0444 кг⁄кг повітря.
Коефіцієнт масовіддачі визначаю за формулою, [1,213с.]
Для визначення коефіцієнтів масовіддачі необхідно розрахувати ряд величин:
Мольна маса газової фази:
=y MNH3 +СMпов
= 0, 0817 + 0, 9229 = 1, 36 + 26, 68 = 28, 04 кг⁄кмоль,
де MNH3 і Mпов – мольна маса аміаку і повітря
В’язкість газової фази:
= + ;
= = 22,983 = 0,0229 ПаС
Звідси 0,104 і 0,018 – динамічний коефіцієнт в’язкості згідно і повітря при 20℃, [3,498с.]
Коефіцієнт дифузії в повітрі при 20℃ визначаю за рівнянням:
= 0,198 3⁄2 = 0,120 ⁄с,
де = 0,198 м⁄с – коефіцієнт дифузії дифузії в повітрі при 0℃ і 0,1мПа , [1,216с.]
Критерій Рейнольдса:
= (4.25.)
= = = 5027
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
КП13.ХТ04.59.00.000.ПЗ
Отже, режим руху газу – турбулентний.
Критерій Прандтля:
,
= = 0,165,
Коефіцієнт масовіддачі в газовій фазі для регулярних насадок визначаю за формулою С=0,167, m=0,74.
(4.27)
= 0,167 -0,74 50270,74 0,1650,33 = =0,1670,0008570,79548,230,55 = 0,034 м⁄с,
Виражаю у вибраній для розрахунку розмірності:
= 0,034 = 0,0341,15= 0,039 кг⁄с),
Визначаємо число одиниць
Висота одиниці переносу для газової фази:
= 50270,250,1650,67 = 0,0738,420,299 = 0,018 м,
де а - 8,13- коефіцієнт, що залежить від виду насадки,
Ψ = 1- коефіцієнт змочуваності насадки.
Висота одиниці переносу для рідкої фази:
= 0,1190,472030,255460,5 = 0,494м
Витрати поглинача:
l
= ,
l = = 1,264 кг⁄кг
Середній нахил лінії рівноваги M i N:
К
= ,
К = = = 1,03
Висота одиниці переносу:
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
КП13.ХТ04.59.00.000.ПЗ
h = 0,514+ 0,494 = 0,916м
Висота насадки:
H = 40,96 = 3,66м
З запасом 25% приймаю:
H =1,253,66 = 4,58м
Висота колони = 4,58+1,2+2,7≈8,5м
4.4
Розрахунок гідравлічного
Критерій Re для газу складає 5027. Так як ›40, коефіцієнт опору насадки визначається за формулою:
= 0,314
Опір сухої насадки:
=
= 0,314 = 90,275 Па
При густині зрошення U= = 0,0041 ⁄() гідравлічний опір зрошувальної насадки :
= 90,275 = 441,44 Па
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
КП13.ХТ04.59.00.000.ПЗ
Тиск, який розбиває газодуховка:
= 441,44 1,05 = 463,51 Па
де 1,05 – коефіцієнт, який враховує витрати тиску, при вході газового потоку в колону і в насадку, і в газопроводах.
ТСН – 3 ТСН – 2 [1,239с.]