дня щільність газової суміші:
, (6.6)
де - обсяги газоподібних компонентів суміші, м;
- молекулярні маси компонентів, кг/кмоль;
- температура і тиск, відповідні нормальним умовам, К і МПа;
Т і р - температура і тиск, при яких протікає процес, К і МПа.
кг/м,
де 309434,39 - обсяг газу, виходить із полого абсорбера, м.
. На абсорбцію надходить в апарат АПС 249321,17 кг або 309434,39 м. Початкові і кінцеві концентрації фтор-газів в поглиначі і газової суміші складуть:
=0, тому зрошується абсорбер водою;
кг ФС/кг Ж,
де 1039,5 і 983 - щільності 5% -ної H2SiF6 і Н2О відповідно.
=0,00019 кгФС/КМДА (випливає з матеріального балансу процесу в підлогою абсорбере).
Кінцева концентрація на виході з абсорбера не повинна перевищувати значення ГДК 1 мг/м (= 0,000001 кг/м). З урахуванням цього:
(6.7)
кг ФС/кг Г
. Витрата інертного частини:
, (6.8)
де - об'єм газу на вході в апарат АПС, м/с;
- об'ємна частка фтор-газів на вході в АПС;
- початкова концентрація поглинається компонента в газі, кг/м.
, (6.9)
де - молекулярна маса поглинається компонента, кг/кмоль.
кг/с
. Витрата поглинача знаходимо з рівняння матеріального балансу:
кг/с
7. ТЕПЛОВОЇ РОЗРАХУНОК
фторсодержащий газ абсорбція екстракція
1. Фізичне тепло надходить в порожнистий абсорбер газового потоку:
, (7.1)
де - маса газу, кг;
- теплоємність,;
- температура, С.
Температура газового потоку, що входить до порожнистий абсорбер, дорівнює 90 С.
а) середня теплоємність компонентів при 363 К (табл. 7.1):
Таблиця 7.1 Середня теплоємність компонентів при 363 К
КомпонентиС, кДж/кмоль КС, кДж/кг КSiF476,830,7388HF29,091,4545H2O (пар) 35,451,9694Воздух29,0271,0009
б) (7.2)
кДж
. Фізичне тепло газового потоку, що виходить з полого абсорбера, визначаємо за формулою (7.2). Температура газового потоку 40:
кДж
. Різниця тепла:
кДж
8. РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ РОЗМІРІВ АПАРАТУ
У розглянутій технологічною схемою уловлювання фторгазов з екстрактора у виробництві ЕФК застосовуються два види абсорберів: порожнистий і абсорбер АПС.
.1 Вибір конструкційного матеріалу
У хімічній промисловості умови роботи апаратів характеризується широким діапазоном температур - від - 254 до +2500? С при тиску від 0,015 Па до 600 МПа при агресивному впливі середовища. Основними вимогами, яким повинні відповідати хімічні апарати, є механічна надійність, довговічність, конструктивну досконалість, простота виготовлення, зручність транспортування, монтажу та експлуатації.
Для виготовлення апаратів в хімічній промисловості як конструкційних матеріалів застосовують чорні метали та сплави (чавуни, сталі), кольорові метали і сплави, неметалеві матеріали (пластмаси, матеріали на основі каучуку, кераміку, вуглеграфітові і силікатні матеріали , дерево), швидкість корозії яких не перевищує 0,1 - 0,5 мм/рік; частіше застосовуються матеріали стійкі (швидкість корозії 0,01 - 0.05 мм/рік).
Враховуючи швидкість корозії матеріалу в середовищі розчину H2SiF6, температурний режим і величини тиску, вибираємо конструкційний матеріал, стійкий в середовищі розчину H2SiF6 концентрації до 20%. У цих умовах хімічно стійкою є сталь Х17Н13М2Т (ГОСТ +5632 - 61), яка може бути використана при температурах від - 253 до + 600? С при тиску не більше 10 МПа. Швидкість корозії не перевищує 1,0 мм/рік.
Сталь марки Х17Н13М2Т характеризується задовільними властивостями міцності, хорошими пластичними властивостями і жароміцністю. Вона технологічна в обробці, добре деформується в гарячих станах і добре зварюється усіма видами зварювання. Коефіцієнт теплопровідності стали? ст=17,5 Вт/м · К. Вона відноситься до першої групи корозійно-стійких нержавіючих високолегованих сталей, що володіє стійкістю проти електрохімічної та хімічної корозії (атмосферної, лужної, кислотної, сольовий, грунтової).
. 2 Розрахунок полого абсорбера
. Середній обсяг газу, що проходить через абсорбер:
м/год або 70,8 м/с
. Діаметр абсорбера знаходимо за формулою:
, (8.1)
м
Приймаємо діаметр рівний 7,8 м відповідно до ГОСТ 9617 - 76.
. Рушійна сила процесу для руху протитечією визначається за формулою:
, (8.2)
де - концентрації фтору в газі до і після абсорбції, г/м;
- рі...
