Файл: Расчет и проектирование установки для абсорбции аммиака.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.11.2023

Просмотров: 225

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»



Факультет

Технология органических веществ

Кафедра

Процессов и аппаратов химических производств

Специальность

1-48-01-02

Специализация

1-48-01-02-01


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КУРСОВОГО ПРОЕКТА



по дисциплине

«Процессы и аппараты химической технологии»

по теме

«Расчет и проектирование установки для абсорбции аммиака»



Исполнитель

Студент 3 курса 3 группа










Шман А.П.







(подпись, дата)




(Ф.И.О.)


Руководитель













Нестерова С.В.

(должность, ученая степень




(подпись, дата)




(Ф.И.О.)


Курсовой проект защищен с оценкой







Руководитель







Нестерова С.В.




(подпись)




(Ф.И.О.)



Минск 2022

Реферат

Пояснительная записка 53 с., 3 табл., 12 рис., 5 источников.

АБСОРБЕР, ТАРЕЛКА, АБСОРБЦИЯ, АММИАК, АЗОТ, УСТАНОВКА, ХОЛОДИЛЬНИК, ТРУБОПРОВОД, НАСОС, КОМПРЕССОР.


В работе произведён расчёт процесса абсорбции в тарельчатом абсорбере. В ходе работы было установлено, что наиболее эффективным является тарельчатый абсорбер. Его достоинства: высокая степень очистки газа, великое множество контактных устройств небольших габаритных размеров, могут работать в разных гидродинамических режимах, маленькое гидродинамическое сопротивление их, дешевизна, простота изготовления.

Графическая часть включает:

– схема установки – 1 лист А1;

– общий вид абсорбера с необходимыми разрезами, сечениями, отдельными узлами – 1 лист А1.

Оглавление


Введение 5

1.Обоснование и описание технологической схемы 6

2 Описание конструкции и принципа действия абсорбера 8

3 Описание конструкции и принципа действия вспомогательного оборудования 10

3.1 Холодильник поглотителя 10

3.2 Насос для подачи поглотителя 11

3.3 Компрессор 12

4 Расчёт тарельчатого абсорбера 14

4.1 Определение условий равновесия 14

4.2 Расчет материального баланса 16

4.2.1 Расходы газовой смеси, абсорбата и инертного газа 16

4.2.2 Минимальный расход поглотителя 18

4.2.3 Рабочий расход поглотителя. Рабочая линия 20

4.2.4 Массовые и объемные расходы фаз через абсорбер 21

4.2.5 Проверка применимости тарельчатого абсорбера 24

4.3 Расчет рабочей скорости и диаметра абсорбера. 24

4.3.1 Расчет рабочей скорости газовой фазы 24

4.3.2 Расчетный и стандартный диаметры аппарата 26

4.3.3 Действительная скорость газовой фазы в абсорбере 26

4.3.4 Параметры тарелок 26

4.3.5 Скорость газовой фазы на рабочее сечение тарелки 26

4.4 Расчет высоты абсорбера 27

4.4.1 Определение расчетной высоты слоя насадки 27

4.4.2 Расчет высоты контактной части абсорбера 34

4.4.3 Расчет габаритной высоты абсорбера 35

4.5 Гидравлическое сопротивление абсорбера 36

4.5.1 Гидравлическое сопротивление сухой тарелки 36

4.5.2 Гидравлическое сопротивление, обусловленное газожидкостным слоем на тарелки 36

4.5.3 Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения 37

4.5.4 Гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки 37

4.5.5 Гидравлическое сопротивление абсорбера 37

4.6 Расчет штуцеров абсорбера 37

4.6.1 Штуцера для входа исходной и выхода очищенной газовой смеси 38

4.6.2 Штуцер для подвода свежего поглотителя 38

4.6.3 Штуцер для выхода отработанного поглотителя 39

4.7 Определение числа тарелок через число единиц переноса по газовой фазе на одной тарелке и общее число единиц переноса 39

5 Расчет вспомогательного оборудования 42

5.1 Расчет теплообменника 42

5.1.1 Ориентировочный расчет теплообменника для поглотителя 42

5.1.2 Гидравлический расчёт 44

5.2. Расчёт и подбор насоса 46

5.2.1 Выбор трубопровода для всасывающей и нагнетательной линии. 46

5.2.2. Выбор насоса 48

5.4 Расчет и подбор компрессора 49

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53

Список использованных источников 54


Введение


В последнее время с ускорением НТП, непрерывно растёт значение химической промышленности в жизни человечества. Особую роль здесь играют физико-химические процессы – массообмен и теплообмен. Получение тех или иных продуктов химической промышленности связано с проведением процессов абсорбции, ректификации. Перед данными процессами стоят широкие перспективы, особенно перед абсорбцией. Абсорбция – один из эффективных методов очистки газов. Особенно это актуально в наше время, когда экологическая обстановка на планете становится всё хуже. Внедрение абсорбции во все отрасли народного хозяйства, в качестве метода очистки газов вызывает немедленное улучшение экологической обстановки. Получение таких веществ как ацетон, аммиак и других органических соединений идёт с применением процесса абсорбции. Перед последним открываются большие возможности улучшения интенсификации процесса. Для эффективного применения данных процессов требуется владение специальным курсом знаний.

1.Обоснование и описание технологической схемы



В курсовом проекте разработана технологическая схема процесса абсорбции. Непрерывное её действие обеспечивает высокую производительность и меньше затрат по сравнению с периодической. Газ и поглотитель подаются в абсорбер противотоком, что улучшает извлечение газового компонента из смеси. В ходе проекта помимо основного (тарельчатый абсорбера) выбрано вспомогательное оборудование: насос и компрессор, а также расчёт теплообменного оборудования, необходимого для проведения процесса по данной схеме.


А–абсорбер; АТ1– холодильник для поглотителя; Е1 и Е2– емкости для свежего и отработанного поглотителя; К–компрессор; Н– насос; Вз1-16– вентили запорные проходные; Вр1-3– вентили регулирующие.


Рисунок 1.1 – Технологическая схема процесса абсорбции
Процесс абсорбции проводится при невысоких температурах, поэтому исходная газовая смесь напрямую поступает в абсорбер, так как температура смеси и абсорбции одинаковая. Так как температура поглотителя, поступающего с регенерации, не равна температуре абсорбции, то он направляется на охлаждение в холодильник (оросительный) где охлаждается до температуры абсорбции, после чего направляется в аппарат.

2 Описание конструкции и принципа действия абсорбера


В настоящее время для проведения процессов абсорбции преимущественно используют колонные аппараты насадочного и тарельчатого типов. Выбор типа аппарата определяется во многом свойствами сред участвующих в процессе, расходом поглотителя и конструкционными материалами используемых для изготовления аппарата. Для сильноагрессивных сред при умеренных размерах аппаратов преимущественно используют насадочные аппараты. При неагрессивных средах чаще применяют тарельчатые абсорберы.

В данном проекте ведется расчет тарельчатого абсорбера (рисунок 2.1).



1 – колонна; 2 – отбойник сетчатый; 3 – крышка; 4 – люк; 5 – опора; 6 – штырь; 7 – тарелки колпачковые

Рисунок 2.1 – Устройство тарельчатой колонны
Этот тип абсорберов имеет ряд преимуществ: это более простая конструкция по сравнению со многими другими типами, следовательно, легче в изготовлении и имеет меньшую стоимость.

Абсорбер состоит из корпуса колонны 1, отбойника сетчатого 2, крышки 3, люка 4 для доступа внутрь колонны для проведения технического обслуживания колпачковых тарелок 7, и опоры 5..

Газ подводится к абсорберу через нижний штуцер А несколько выше днища, чем предотвращается попадание жидкости в газопровод. Жидкость подается к абсорберу через штуцер В и поступает на распределительную тарелку , снабженную отверстиями для прохода газа и отверстиями для прохода жидкости. Газ протекает по абсорберу снизу вверх и удаляется через штуцер Б, жидкость же протекает сверху вниз (отводится через штуцер Г). Абсорбер устанавливается на фундамент при помощи опоры 5.