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

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное общеобразовательное учреждение высшего

 Профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

                       Кафедра Химии и Химической технологии

                                                                                                          Утверждаю.

                                                                                                          Заведующий кафедрой

                                                                                                          ________________В.В.Телеш

                                               «__»  __________ 2006 г.

                                Задание:

                                Дата выдачи задания

                                Вариант № 14

                                На курсовую работу

                                по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии».

Рассчитать и спроектировать абсорбционную установку непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой.

Исходные данные:

                         1 Тип колонны насадочная

           2 Количество газовой смеси, поступающей на установку V= 3,5 м³/с при нормальных условиях

                     3 Температура газовой смеси t=72⁰С

                     4 Начальная объемная концентрация паров метанола в газовой фазе y_н=3,5%

                     5 Степень извлечения ε=85%

                     6 Начальная массовая концентрация паров метанола в поглотителе =0%

                     7 Степень насыщения поглотителя =36%

                     8 Начальная температура поглотителя, поступающего в абсорбер t_a=23⁰С

                     9 Начальная температура охлаждающей воды t=16⁰С

                     10 Абсорбер работает под давлением p=0,1МПа

           11 В установке предусмотреть (рассчитать и подобрать) насос для подачи поглотителя в абсорбер, воды в холодильник для охлаждения газа до температуры t_a  и газодувку для подачи газовой смеси в абсорбер.                            

Введение………………………………………………………………………….                                                                              4 

1 Аналитический обзор…………………………………………………………                                                                               5  

   1.1 Понятие абсорбции  ……………………………………………………….   5   

   1.2 Пленочные абсорберы …………………………………………………….   7  

   1.3 Насадочные абсорберы    ………………………………………………….  9 

   1.4 Распыливающие абсорберы ………………………………………………  10

  1.5 Тарельчатые абсорберы……………………………………………………  11

2 Технологическая часть………………………………………………………...  13      

3 Инженерная часть………………………………………………………………                                                                              18 

   3.1 Расчет абсорбционной колонны…………………………………………... 18

         3.1.1 Начальные и конечные концентрации жидкой и газовой фаз…….  18

                              3.1.2 Диаметр абсорбера и скорость газа в абсорбере…………………….25

3.1.3 Плотность орошения и доля активной поверхности насадки……..  30

                               3.1.4 Коэффициенты массоотдачи и массопередачи…………………….  32

                               3.1.5 Поверхность массопередачи и высота абсорбера……………….…  39

3.1.6 Гидравлическое сопротивление абсорбера………………………… 41

                                3.1.7 Результаты расчётов ………………………………………………… 43

   3.2 Расчет и подбор холодильника для охлаждения газа…………………….   44

3.2.1 Подбор теплообменника……………………………………………… 44

          3.2.2 Расчет гидравлического сопротивления холодильника……………   62

   3.3 Расчет и подбор газодувки для подачи газовой смеси в абсорбер………   65  

   3.4 Расчет и подбор насосов……………………………………………………   70

                              3.4.1 Расчет насоса для подачи поглотителя в абсорбер…………………   70

                              3.4.2 Расчет насоса для подачи поглотителя в холодильник………………78

Заключение……………………………………………………………………….     87

Список литературы………………………………………………………………     88

Область применения абсорбционных процессов в промышленности весьма обширны: получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью; разделение газовых смесей на составляющие их компоненты; очистка газов от вредных примесей; улавливание ценных компонентов из газовых выбросов. 

Основная сложность при проектировании абсорберов заключается в правильном выборе расчетных закономерностей для определения кинетических коэффициентов из большого числа различных, порой противоречивых, зависимостей, представленных в технической литературе. Мы же выбрали наиболее подходящий для себя несложный расчет, позволяющий  без труда определить необходимые  параметры и кинетику абсорбционной колонны.