Файл: 1. 1Теоретические основы абсорбции 3.docx

, (4.29)где _тр ‑ скорость движения теплоносителя в трубном пространстве .Коэффициент трения для переходного режима определяется по формуле , (4.30)где – относительная шероховатость труб, Δ = 0,2 мм, следовательно, .Диаметр штуцеров в кожухе 200 мм. Следовательно, скорость охлаждающей воды в штуцере (4.31)

4. 
   ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
   

Подбор вспомогательного оборудования включает подбор холодильника газовой смеси, компрессора для подачи газовой смеси, насоса для подачи поглотителя.5.1 Ориентировочный расчет теплообменника для охлаждения газовойсмесиНеобходимо выбрать и рассчитать теплообменник для охлаждения газовой смеси расходом 6000 с начальной температурой 42 С до температуры абсорбции 18 С. В качестве теплоносителя для охлаждения используем рассол, поступающий из холодильной установки при температуре – 10 С /2/.Средняя температура теплоносителя в теплообменнике (4.2):Плотность SO₂ при нормальных условиях равна 2,93 Тепловая нагрузка, согласно уравнению (4.1) составляет:В качестве второго теплоносителя используется рассол с начальной температурой – 10 C и конечной – 0C. Рассол содержит 20 масс. % хлористого натрия. Теплообмен реализуется при чистом противотоке.

---

Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника представлено на рисунке 5.1.Распределение температур теплоносителей на концах теплообменника Рассол –10 C 0 C Газовая смесь 18C 42CРис. 5.1.В виду того, что ,то средняя разница температур определяетсяСреднюю температуру хладагента рассчитаем по формуле (4.2)Теплоемкость рассола при этой температуре с=3,37210³ /5/.Примем значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному движению жидкости 60 /5/. При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит (4.4) .Для теплоносителей, которые движутся по трубам и не меняют своего агрегатного состояния, необходимо принять такое количество труб в одном ходе теплообменника n_x, чтобы обеспечивалось их турбулентное движение. Примем число Рейнольдса для теплоносителя в трубах Re  15000. Вязкость рассола при средней температуре –5 С =3,43810^-3 Пас.Выбираем кожухотрубчатый теплообменник с диаметром кожуха –– 1200 мм, диаметром теплообменных труб 202 мм, числом ходов – 6, общим числом теплообменных труб – 1544, с поверхностью теплообмена – 582 м² при длине труб – 6 м /4, стр. 51/.5.2 Ориентировочный расчет насосаПодобрать насос для перекачивания поглотителя при температуре 32 С из емкости в аппарат, работающий под давлением 2,4 МПа. Процесс осуществляется в соответствии со следующей монтажной схемой (см. рис. 5.3).

5.2.1 Выбор трубопровода для всасывающей и нагнетательной линии

---

Расход поглотителя 91,31 , учитывая, что плотность воды при 32 С равна 995,2 , то объемный расход поглотителя .Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 2 . Тогда диаметр по формуле (3.42)Монтажная схема. A Т 12м

---

5 м 5 мРис. 5.3.Выбираем стальную трубу наружным диаметром 273 мм, толщиной стенки 10 мм. Внутренний диаметр трубы 253 мм. Фактическая скорость воды в трубе

5.2.2 Определение потерь на трение и местные сопротивления.

Число Рейнольдса  =1,005 м при 32 С для водыРежим течения турбулентный. Примем абсолютную шероховатость равной =210^-4 м. Тогда Далее получим: .Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет коэффициента трения  следует проводить по формуле /3, стр. 14/ . (5.2) .Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.Для всасывающей линии:

1. 
   вход в трубу (принимаем с острыми краями): ₁=0,5;
   
2. 
   прямоточный вентиль для d=0,253 м:
   

Сумма местных сопротивлений . (5.3)Потерянный напор во всасывающей линии находим по формуле /3/ . (5.4)где l–длина трубопровода, м.

---

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений для нагнетающей линии:

1. 
   вентиль нормальный (2 шт.): ₁= 5,1, т.к. d=0,253 м.
   

3. 
   прямоточный вентиль для d=0,1 м:
   

4. 
   колено с углом 90 (2шт.): для d=0,253 м /3/.
   

5. 
   теплообменник или
   

Сумма местных сопротивлений по формуле (5.3)Потерянный напор в нагнетательной линии по формуле (5.4)

5.2.3 Выбор насоса.

Находим потребный напор насоса по формуле /3, стр. 21/ (5.5)где p₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость; p₂ – давление в аппарате, в который перекачивается жидкость; H_Г – геометрическая высота подъема жидкости; h_п – суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях. .Такой напор при заданной производительности можно обеспечить путем установки центробежного многоступенчатого секционного насоса марки ЦНС60/330.5.3 Выбор компрессораНеобходимо подобрать компрессор для перекачивания газовой смеси через абсорбер. Расход газовой смеси , температура поступающей смеси 42 С. Исходная газовая смесь содержит 7 % СO₂ и 93 % воздуха. Газовая смесь вводиться в нижнюю часть абсорбера, где происходит процесс абсорбции под давлением 2,4 МПа. Следовательно, выбираем одноступенчатый поршневой компрессор марки 4M 10-200/2,2, мощностью 630 кВт, частотой вращения 500 мин^-1 /7/.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе была рассчитана линия для абсорбции СO₂.Процесс абсорбции СO₂ из газовой смеси, концентрацией 7 % СO₂ и 93 % воздуха осуществляется в тарельчатом абсорбере диаметром 1600 мм и высотой 12925 мм при температуре абсорбции 18 С. Производительность абсорбера по газовой фазе

---