й патент №2252063 про способи очищення газових сумішей від діоксиду вуглецю (варіанти) і пристрої для очищення газових сумішей від діоксиду вуглецю, патентовласником якого є ЗАТ НПК «Інтергаз» (м Тула). А також 10.10.2005 був опублікований патент №2261829 про спосіб очищення від вуглеводнів парогазового середовища, що утворюється при зберіганні нафтопродукту або при наповненні їм ємності, і установці для його здійснення, винайдений Цегельський В.Г. (м Москва). Формули винаходів представлені у додатку 1.
2. Обгрунтування і опис технологічної схеми
За умовою завдання на курсове проектування необхідно розрахувати і спроектувати установку для абсорбції СO 2, концентрацією 2% СO 2 і 98% повітря, водою.
Газова суміш з температурою 20 0 С не містить твердих включень і подається на абсорбцію компресором K . Потім газова суміш надходить на абсорбцію в насадок абсорберів А з насадкою - керамічні кільця Рашига 50? 50? 5. При виборі розмірів насадки слід враховувати, що чим більше розміри її елемента, тим вище допустима швидкість газу (і відповідно - продуктивність апарата) і нижче його гідравлічний опір. Загальна вартість абсорбера з насадкою з елементів великих розмірів буде нижче за рахунок зменшення діаметра апарату. При виборі насадки необхідно враховувати допустиму втрату тиску в насадці. При роботі під підвищеним тиском втрата його істотного значення не має і в даному випадку переважніше безладно завантажені насадки, зокрема, кільця внавал.
Після абсорбції повітря досягає заданої ступеня очищення і може бути викинутий в атмосферу.
Як поглинач використовується вода з початковою температурою 42 ° С. Охолодження поглинача до температури абсорбції відбувається в шести паралельно поставлених пластинчастих теплообмінниках Т . В якості другого теплоносія використовується захоложенная вода з початковою температурою 10 ° С. Поглинач (абсорбційна вода) подається у абсорбционную колону за допомогою трьох відцентрових багатоступеневих секційних насосів Н1 , Н2 і Н3.
При цьому гарячий поглинач охолоджується в теплообміннику-рекуператорі, будучи при цьому гарячим теплоносієм, що заощаджує енергоресурси.
3. Розрахунок абсорбера
.1 Визначення умов рівноваги процесу
Визначаємо рівноважні концентрації діоксиду вуглецю у воді. Якщо поглинається труднорастворімий газ, то розрахунок рівноважних концентрацій ведуть за законом Генрі/1 /:
, (3.1)
де?- Тиск у абсорбере, Па;
E - константа розчинності, Па;
x * - рівноважна концентрація СО2 у воді,;
у - концентрація СО2 в повітрі,.
E=1,08? 10 6 мм рт. ст. =1,44? 10 серпня Па при температурі абсорбції 20 ° С/4 /.
, (3.2)
Величини рівноважних концентрацій в рідині достатньо розрахувати для діапазону значень концентрацій в газовій фазі від нуля до величини, яка в 1,2-1,5 разів перевищує початкову концентрацію абсорбтіва.
Для спрощення розрахунків матеріального балансу необхідно зробити перерахунок абсолютних концентрацій у відносні. Зв'язок між відносною концентрацією і абсолютної виражається наступною формулою/1, стор. 385 /:
, (3.3)
, (3.4)
де у - абсолютна концентрація СО2 в газовій фазі,;
Y - відносна концентрація СО2 в газовій фазі,;
x - абсолютна концентрація СО2 в рідкій фазі,;
X - відносна концентрація СО2 в рідкій фазі,;
Таблиця 3.1. Розрахунок рівноважної лінії
x *, y, X *, Y, 00008,35 · 10 - 5 0,0058,351 · 10 - 5 0,005031,67 · 10 - 4 0,011,6703 · 10 - 4 0,0101012,505 · 10 - 4 0,0152,5056 · 10 - 4 0,0152033,34 · 10 - 4 0,023,341 · 10 - 4 0,0204084,175 · 10 - 4 0,0254,177 · 10 - 4 0,0256
За визначеним значенням концентрацій будується лінія рівноваги (додаток 2).
3.2 Розрахунок матеріального балансу
Визначення молярного витрати компонентів газової суміші.
Перерахуємо об'ємна витрата при нормальних умовах (T 0=273K, P 0=101 325 Па) в об'ємний витрата при умовах абсорбції (Т=293К, Р=2,4? 10 червня Па).
, (3.5)
де Vсм0 - витрата при нормальних умовах,.
.
Для зручності подальших розрахунків переведемо об'ємна витрата газової суміші в молярний.
, (3.6)
де Vсм0 - об'ємна витрата газової суміші,;
Gсм - молярний витра...
