Файл: Расчет и проектирование установки для абсорбции аммиака.docx

Такой напор при заданной производительности обеспечивается центробежными многоступенчатыми секционными насосами.

Полезную мощность насоса определим по формуле:

(5.21)

Откуда



Принимая η_пер=1 и η_н=0,4, найдём мощность на валу двигателя по формуле:

(5.22)

Откуда следует



Выбираем центробежный насос марки X8/18, для которого при оптимальном режиме работы Q=2,4·10^-3 м³/с, Н=11,3 м вод.ст., η_н=0,4, N_н=3 кВт, n=48,3 с^-1.

5.4 Расчет и подбор компрессора

А – абсорбер;К–компрессор; Вр – вентиль регулирующий; Вз- вентиль запорный.

Рисунок 5.2– Монтажная схема компрессора.
Определяющими параметрами для расчета газодувных машин являются объемный расход перемещаемой ими среды и гидравлическое сопротивление технологической линии, по которой эта среда перемещается. Сопротивление технологической линии определяется по формуле :

(5.23)

где ∆Р_ап – сопротивление аппарата (теплообменник ), Па;

∆Р_труб – сопротивление трубопровода, Па.

Сопротивление трубопровода рассчитывается по формуле:

(5.24)

где ∆Р_гс – потери давления на преодоление разности гидростатических давлений в конечной и начальной точек трубопровода, Па;

∆Р_ст – потери давления на преодоление разности статических давлений в конечной и начальной точек трубопровода, Па;

ξ - коэффициент местных сопротивлений;

λ – коэффициент трения;

l – длина трубопровода, м. Принимаем l=20 м.

Найдем диаметр трубопровода, по которому поступает газовая смесь в абсорбер по формуле:

---

(5.25)

где V_см– расход перекачиваемой газовой смеси , м³/с. V_см=3,47 м³/с (рассчитано в разделе 4)

Зададим скорость газового потока в трубопроводе ω=15 м/с.



По рекомендации выберем стандартный трубопровода 159х7. Уточняем скорость движения газа в трубопроводе:

(5.26)

где d – внутренний диаметр трубопровода, м, d=0,398 м.



Найдём критерий Рейнольдса для газовой смеси при ее движении по трубопроводу:



Рассчитаем коэффициент трения. Принимаем абсолютную шероховатость Δ=0,2 мм .

Относительную шероховатость найдем по формуле (5.30):



Расчётная формула коэффициента трения :

(5.27)



Определим коэффициенты местных сопротивлений :

1) ζ₁=0,5 – вход в трубу;

2) ζ₂=4,37 – вентиль нормальный(3шт);

3) ζ₃=1,1 – колено;

4) ζ₅=1 – выход из трубы.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений:



Потери давления на преодоление разности гидростатических давлений в конечной и начальной точек трубопровода находим по формуле :

(5.28)

где Н – разность геометрических высот , конечной и начальной точек трубопровода, м. Принимаем Н=7 м.



Потери давления на преодоление разности статических давлений в конечной и начальной точек трубопровода находим по формуле :

(5.29)

где Р₂ – давление в абсорбере, Па. По заданию Р₂=0,15 ∙10⁶ Па ;

Р₁ – атмосферное давление, Па. Р₁= 0,1∙10⁶ Па.



Сопротивление трубопровода:

Сопротивление теплообменника рассчитано в подразделе 5.6.2:

∆Р_ап=

---

Па.

Сопротивление технологической линии:



Определим полезную мощность компрессора по формуле:

(5.30)



КПД компрессора должен составлять не менее 90% , тогда требуемая мощность компрессора:

(5.31)



_{Требуемая производительность компрессора на линии всасывания по заданию составляет :}



Выбираем поршневой оппозитный компрессор марки 4 М10-200/2,2 производительностью 400 м³/мин, мощностью 1419,3 кВт/ч, частотой вращения 800 мин^-1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проделанной работе рассмотрели строение и принцип работы основных видов абсорбционных установок, освоили методы расчета тарельчатого абсорбера и подбор для него вспомогательного оборудования. Разработали линию для абсорбции NH₃. В ходе выполнения проекта были определены основные геометрические размеры тарельчатого колпачкового абсорбера: высота тарельчатой части 10,0 м, высота абсорбера 17,37 м.

Кроме этого был произведён расчёт и выбор вспомогательного оборудования: насос и компрессор. Также произведён расчёт теплообменника (холодильника) для охлаждения поглотителя. Был выбран кожухотрубчатый теплообменник:

Теплообменник с поверхностью теплопередачи 301 м2, диаметром труб 25×2 мм, общим числом труб 956, числом ходов 6, площадью сечения потока между перегородками 5,2∙10-2 м2, длиной труб 4 м.

Выбран поршневой оппозитный компрессор марки 4 М10-200/2,2 производительностью 400 м³/мин, мощностью 1419,3 кВт/ч, частотой вращения 800 мин^-1.

_{Выбран центробежный насос марки Х8/18 с производительностью 2,4∙10-3 м3/с, напором 11,3 м вод. ст., мощностью 3 кВт.}

Список использованных источников

1. Основные процессы и аппараты химической технологии. Расчет и проектирование массообменных аппаратов / Калишук [и др.]. – Минск: БГТУ, 2014.

2. Рекомендации к расчетам ректификационных колонн [Электронный ресурс]. – Калишук Д.Г., Саевич Н.П. – 6 с. Режим доступа: https://www.belstu.by. – Дата доступа: 20.03.2021.

3. Рекомендации к выбору и расчетам кожухотрубчатых теплообменников [Электронный ресурс]. – Калишук Д.Г., Саевич Н.П. – 9 с. Режим доступа: https://www.belstu.by. – Дата доступа: 20.03.2021.

---

4. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию /Под ред. Ю.И. Дытнерского. – 2-е изд. – М.: Химия, 1991. 496 с.

5. Вилькоцкий, А. И. Процессы и аппараты химической технологии. Курсовое проектирование: учеб. Пособие для студентов химико-технологических специальностей / А.И. Вилькоцкий, В.А. Марков, Л.В. Новосельская. – Минск : БГТУ, 2011 – 288 с.

---