Физические методы переработки и использования газа: Учебное пособие, страница 61

 (V.22)

где Gu₂o —количество влаги, содержащейся в адсор­бенте, кг; Gh₂o — удельная теплоемкость воды, Дж/(кг-°С); t_Kvm— температура кипения воды при давлении газа регенерации, ° С.

G₅ = 0н₂о^исп,                                                 (V.23)

где Сисп — скрытая теплота испарения воды, Дж/кг.

Qe = 0,1 (Q_x + Q₂ -f Q₃ + Q₄ + Qb)         (V.24)

Количество теплоты, поступающей в адсорбер с га­зом регенерации, должно быть равно расходу теплоты на регенерацию:

Q_r = Qp-                                             (V.25)

В свою очередь, Q_r определяют на основании исход­ных данных с помощью уравнения

Qr⁼ ^гРг^ср (^нач.рег» "   ^ср.отх.газов/»               (Л-^Ч)

где V_r — объем газа, необходимого для регенерации; р_р — плотность газа, кг/м³; c_v — удельная теплоемкость газа при давлении регенерации, Дж/(кг-°С).

Преобразуя выражения (V.25) и (V. 26) относитель­но V_r> имеем:

%•                                    (V.27)

В. Расчет цикла охлаждения

Тепловой баланс охлаждения составляется  анало­гично и имеет вид

Qo = Qi + Q₂-Q₃,                                                     (V.28)

где Qo — количество теплоты, которое необходимо от­вести при охлаждении; Qi — количество теплоты, ко­торое необходимо отвести при охлаждении адсорбента; Q2 — количество теплоты, которое необходимо отвести при охлаждении адсорбера; Q₃ — тепловые потери во время охлаждения.

5*   131

По практическим данным

Q₃ = 0,05 (Q_t + Q₂).                                                     (V.29)

Теплота Q_o должна быть унесена холодным газом, поступающим в адсорбер на охлаждение. Количество тепла Q_T, уносимого газом, определяется по выражению

^-г     ^тРгА" (ч;р.отх.газа     ^нач.газа охл/>                                                                                        (V.oU)

где

^ср.отх.газа            ~      »

Здесь t_H — температура слоя в начале охлаждения; t_K — температура слоя в конце охлаждения (принима­ется); ^нач. газа охл. — температура холодного газа охла­ждения на входе в адсорбер (температура осушаемого газа).

Пример. Разработать проект блока адсорберов установки осушки природного газа производительностью 30 млн. м³/сут. Газ поступает на установку под давлением 7,5 МПа с температу­рой 25 ° С, полностью насыщенный влагой. Влажность осушенного газа должна соответствовать точке росы минус 45 ° С при давле­нии 7,5 МПа. Газ на 98 об.% состоит из метана, остальное — следы С₂Н₆, СзН₈, СО₂ и инертные газы. Относительная плотность газа по воздуху равна 0,6.

Для расчетов принимаем.

1.  Осушитель — цеолит NaA. Срок службы 3 г. Влагоемкость
в конце срока службы 9 вес. %; десорбцию влаги из цеолита про­
водят сырым газом, имеющим температуру на   входе   в   адсор­
бер 250 °С.

2.  Линейная скорость газа при параметрах адсорбции 0,2 м/с;
время контакта газа и адсорбента не менее 10 с.

3.  Продолжительность циклов: адсорбция 8 ч, регенерация 6 ч,
охлаждение 2 ч.

4.  Диаметр адсорбера 3 м.
Расчет цикла адсорбции.

1. Количество адсорбента, необходимое для осушки газа, опре* деляем с помощью уравнений (V.8) и (V.12). Приравняв правые части этих уравнений и преобразовав полученное равенство относи­тельно Gi, имеем:

У_г (Cj •— С₂) Т_а

Gi =                                         .

а_д