Процесс абсорбции аммиака из воздушкой смеси водой

- число рядов труб, преодолеваемых  потоком теплоносителя в межтрубном  пространстве.

Коэффициенты местных  сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:

- вход и выход жидкости,

- поворот через сегментную  перегородку,

- сопротивление пучка труб.

;  (7.18)

где х - число сегментных перегородок.

; (7.20)

где - площадь наиболее узкого сечения в межтрубном пространстве, равная 0,009 м².

.

Скорость жидкости в  межтрубном пространстве определяют по формуле:

, (7.21)

 м/с

Число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве, определяется по формуле:

, (7.22)

Округляем значение в  большую сторону, то есть m=4. Число сегментных перегородок х=18, [4, с 56.], диаметр штуцеров к кожуху м².

Скорость потока в  штуцерах:

м/с.

Сопротивление в межтрубном пространстве:

 Па.

 

Вариант 4.

Гидравлическое сопротивление в трубном пространстве ∆p_тр рассчитываем по формуле:

_{,  (7.23)}

где    - коэффициент трения; z - число ходов; - длина труб, м; - эквивалентный диаметр, м; - скорость потока теплоносителя, м/с; - плотность теплоносителя; - коэффициент местного сопротивления.

 

В трубном пространстве следующие местные сопротивления: вход в камеру и выход из нее три поворота на  180°, четыре входа в трубы и четыре выхода из них.

 - входная и выходная камеры;

-   поворот между ходами;

- вход в трубы и выход  из них.

Таким образом,  формула  приобретает вид:

 

     (7.25)                     

Скорость течения жидкости в трубах рассчитываем по формуле:

 

 

(м/с).

Коэффициент трения при  изотермическом ламинарном режиме течения  в трубах рассчитывается по формуле:

;

Диаметр штуцеров в распределительной  камере м [4]. Рассчитаем скорость в штуцерах:

м/с.

Гидравлическое сопротивление  в трубном пространстве равно:

 Па

В межтрубном пространстве сопротивление рассчитываем по формуле:

; (7.26)

где - скорость потока в межтрубном пространстве, м/с;

- скорость потока в штуцерах межтрубного пространства, м/с;

- число рядов труб, преодолеваемых  потоком теплоносителя в межтрубном  пространстве.

Коэффициенты местных  сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:

- вход и выход жидкости,

- поворот через сегментную  перегородку,

- сопротивление пучка труб.

; (7.28)

где х - число сегментных перегородок.

;  (7.29)

где   - площадь наиболее узкого сечения в межтрубном пространстве, равная 0,013 м².

.

Скорость жидкости в  межтрубном пространстве определяют по формуле:

,

 м/с

Число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве, определяется по формуле:

, (7.30)

Округляем значение в  большую сторону, то есть m=5. Число сегментных перегородок х=8, [4, с 56.], диаметр штуцеров к кожуху м².

Скорость потока в  штуцерах:

м/с.

Сопротивление в межтрубном пространстве:

 Па.

В итоге, из выбранного ряда, больше всего подходит теплообменник с трубами длиной L = 2 м и номинальной поверхностью F = 9 , диаметром кожуха D = 325 мм, dтр=25 х 2 мм , S=0,078 м2, n = 56 шт, z =2 имеют соотношение n/z = 28, массой 550 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. РАСЧЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

9.1 Расчет газодувки Общее давление,развиваемое газодувкой (Р,Па) определяется по формуле:

(9.1)

_{где атмосферное давление; 1,05-коэффициент,учитывающий потери давления в подводящих газопроводах (5%).}

Мощность, потребляемая газодувкой, определяется по формуле:

кВт, (9.2)

где -общий КПД газодувки, принимаем =0,6

С запасом 43% ,согласно [4.c.52] подбираем газодувку марки ТВ-600-1,1, со следующими характеристиками: производительность-10,0 , давление 10000 Па, , электродвигатель типа А3-315М-2, мощность 200кВт.

9.2 Расчет насосной установки

В  соответствии  с  расчетом  и  необходимой  высотой  абсорбционной 

колонны  принимаем  следующие  исходные  данные  для  расчета  насосной

установки.

Производительность по абсорбенту – L =11,8 кг/с

Высота подъема –  Н = 25 м

Избыточное давление перед распылителем-

Па

Плотность абсорбента (воды)-

Общий КПД насосной установки- =0,6.

Длина трубопровода Н=20 м.

Скорость жидкости в  трубопроводах допускается в  пределах от 0,8 до 2,5 м/c. Принимаем

Тогда диаметр трубопровода по формуле :

=0,086 или 86 мм. (9.3)

Принимаем  стандартный  трубопровод диаметром 

Уточняем скорость движения жидкости:

 

Давление, развиваемое  насосом, определяется по формуле:

(9.5)

где -затраты на создание скорости потока в трубопроводе, Па; - потеря давления на преодоление местных сопротивлений и трения,Па; -затрата давления на подъем жидкости,Па; -избыточное давление перед распылителем,Па.

Затраты на создание скорости потока в трубопроводе определяется по формуле:

Потеря давления на преодоление  местных сопротивлений и трения определяется по формуле:

(9.6)

где -коэффициент трения; -коэффициенты местных сопротивлений. Значения коэффициентов местных сопротивлений заносим в таблицу.

Определим режим движения воды:

 

где - коэффициент динамической вязкости воды при , согласно [8.c.556]

При отношении  и коэффициент сопротивления трения будет равен: Значения коэффициентов местных сопротивлений, взятые из [3,c.520-522], сведены в таблицу1. Отношение площадей водопровода и колонны составит: 0,0045.

Таблица 1. –  Значение  коэффициентов местных  сопротивлений 

 

Вид местного сопротивления
Вход в трубу с  острыми краями	0,5
Выход из трубы	1,0
Вентиль нормальный
Отвод(при )
Внезапное расширение	1,0
Внезапное сужение	0,5
Всего	14,44

 

 

Тогда потеря давления на преодоление местных сопротивлений  и трения составит:

Затрата давления на подъем жидкости определяются по формуле:

 

(9.7)

где Н=24 м- высота подъема.

 

Тогда давление, развиваемое  насосом, будет равно:

 

Определяем мощность, потребляемую двигателем насоса, по формуле:

(9.8)

Устанавливаем центробежный насос [4,  с. 38] марки -X20/18 со следующими характеристиками: производительность V = ;напор H = 10,5 м вод. ст. (расчетная 22,9 м вод. ст.); число оборотов  n = тип  электродвигателя  АО2-31-2: мощность двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

 

В данном курсовом проекте был выполнен технологический расчет абсорбционной установки непрерывного действия для поглощения H₂S из газовой смеси. Сероводород с одной стороны, является ценным веществом, применяемым во многих отраслях химической промышленности, с другой стороны он зачастую является вредной примесью, например в нефтяном и коксовом газе.

Выбранная технологическая схема абсорбционной установки непрерывного действия. Для данной установки была выбрана противоточная технологическая схема процесса абсорбции, как наиболее эффективная.

В разделе описания физико-химических свойств компонентов подробно рассмотрены основные свойства рабочих сред - воды и сероводорода. При использовании современных реагентов и фильтров  возможно улучшение характеристик рабочих сред, в частности, снижение  жесткости и коррозионной активности воды. Это, в свою очередь, позволит сократить уровень загрязненности элементов установки, повысить производительность и продлить срок эксплуатации оборудования.

Выбор вспомогательного оборудования - газодувки для подачи исходной смеси и насоса для подачи абсорбента – воды - был осуществлен с в соответствии с техническими и санитарно-гигиеническими  требованиями.

Рассчитанная абсорбционная  установка непрерывного действия для поглощения сероводорода из газовой смеси удовлетворяет техническому заданию и может быть использована в производстве сероводородной кислоты,  а также для очистки технологических и горючих газов и может быть рекомендована для использования на предприятиях коксохимической и нефтеперерабатывающей промышленности.