Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 2

В данном курсовом проекте производится расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой (воздушной) смеси водой, используя исходные параметры и справочные (табличные) данные. Также в установке требуется предусмотреть (рассчитать и подобрать) насосы для подачи поглотителя (воды) в абсорбер, воды в холодильник для охлаждения газа до требуемой температуры и газодувку для подачи газовой смеси в абсорбер.

1.1 Понятие абсорбции

Абсорбцией называется процесс избирательного поглощения газов или паров из газовой (парогазовой) смеси жидким поглотителем – абсорбентом. Этот процесс является избирательным и обратимым, что дает возможность применять его не только с целью получения растворов газов в жидкостях, но также и для разделения газовых и паровых смесей. Если поглощаемый газ – абсорбтив – химически не взаимодействует с абсорбентом, то такую абсорбцию называют физической (не поглощаемую составную часть газовой смеси  называют инертом или инертным газом). Если же абсорбтив в жидкой фазе образует с абсорбентом химическое соединение, то такой процесс называется хемосорбцией. В технике встречается сочетание обоих видов абсорбции.

Физическая абсорбция (или просто абсорбция) обычно обратима.  На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение  поглощаемого газа из раствора – десорбция. Десорбцию газа проводят отгонкой его в токе инертного газа или водяного пара в условиях подогрева адсорбента или снижения давления над адсорбентом. Отработанные после хемосорбции абсорбенты обычно регенерируют химическими методами или нагреванием. Регенерированный абсорбент вновь возвращается  на абсорбцию (круговой процесс).

Сочетание абсорбции и десорбции позволяет многократно  применять поглотитель и выделять поглощенный газ в чистом виде. Часто десорбцию проводить не обязательно, так как полученный в результате  абсорбции раствор является конечным продуктом, пригодным для дальнейшего использования (кислота HCl , полученная из хлороводорода  водой).

Рассмотрим процесс десорбции более подробно.  Десорбцию применяют

для выделения  поглощенного газа (абсорбтива) из абсорбента и получения его в

чистом виде, а также для повторного использования  абсорбента в процесс абсорбции. Для проведения десорбции газа из жидкости необходимо, чтобы концентрация этого газа в газовой фазе была ниже концентрации, соответствующей равновесной  в системе газ - жидкость.

Для проведения процесса десорбции используют следующие три метода:

1) отгонку в токе инертного газа  или водяного пара; 2) отгонка под действием подводимой к абсорбенту теплоты; 3) отгонку при снижении давления над абсорбентом.

На практике широко распространены комбинированные методы десорбции (десорбция при снижении давления над адсорбентом и одновременном его нагреве).

Примерами использования процессов абсорбции в технике могут служить  разделение углеводородных газов на нефтеперерабатывающих установках, получение соляной кислоты и аммиачной воды, очистка отходящих газов с целью улавливания ценных продуктов или обезвреживание газосбросов. Остановимся на этом подробнее.

В промышленности абсорбцию применяют для решения следующих основных задач: 

1) для получения готового продукта (абсорбция SO₃  в производстве серной кислоты; абсорбция HCl с получением соляной кислоты; абсорбция оксидов азота водой в производстве азотной кислоты и т.д.); при этом абсорбцию проводят без десорбции;

2) для выделения ценных компонентов из газовой смеси (абсорбция бензола из коксового газа, ацетилена из газов крекинга или пирролиза природного газа и т.д.); при этом абсорбцию проводят в сочетании с десорбцией;

3) для очистки газовых выбросов от вредных примесей (очистка топочных газов от SO₂; очистка от фтористых соединений газов, выделяющихся при производстве минеральных удобрений и т.д.). Очистку газов от вредных примесей абсорбцией используют также применительно к технологическим газам, когда присутствие примесей недопустимо для дальнейшей переработки газа (очистка коксового и нефтяного газа от H₂S, очистка азотоводородной смеси для синтеза аммиака от CO₂ и CO и т.д.). В этих случаях извлекаемые из газовых смесей компоненты обычно используют, поэтому их выделяют десорбцией;