Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов (стр. 13 )

.

Принимаем к установке, учитывая небольшой диаметр колонны, насадочную часть в один ярус высотой H = 2,8 м с массой насадки:

M = 0,785.D2.H.ρ = 0,785.1,82.2,8.530 ≈ 3650 кг.

Приняв расстояния от насадочной части до днища и крышки абсорбера по 3 м, получим общую высоту абсорбционной колонны Hа = 8,8 м.

10. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления сухой насадки для варианта хаотичного (одинакового по всем направлениям) распределения пустот:

.

Вычисляем величину гидравлического сопротивления сухой насадки:

Па.

Определим гидравлическое сопротивление орошаемой (мокрой) насадки по формуле:

Па,

где с = 28 для насадок «Инталокс» размером 50 мм (таблица 10 приложения).

Согласно расчетам, при заданной степени очистки h(NH3) = 99,2% гидравлическое сопротивление абсорбера невысокое, а габариты вполне приемлемы.

Сведем в таблицу 7 основные расчетные характеристики насадочного и тарельчатого абсорберов.

Таблица 7.

Характеристики абсорбера	, Па	, м/с	, мм	, м	, кг/с	, кг
						насадки	тарелок
Насадочного	840	1,646	1800	8,8	7,6635	3650
тарельчатого	882	1,333	2000	6,6	7,6635		800

Сравнение результатов расчетов показывает, что их технические характеристики различаются незначительно. Для очистки отбросных газов, предпочтительнее насадочный абсорбер ввиду его более надежной работы при нагрузке ниже расчетной.

8. Варианты заданий по абсорбции

Задание №1

Тема курсового проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать насадочный абсорбер и технологическую схему установки для улавливания аммиака из газовой смеси с воздухом

Исходные данные на проектирование:

Поглотитель – вода; количество очищаемого газа Vc = 15000м3/час; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; удельный расход поглотителя l = 1,25 кг/кг; температура воды t = 150С; начальное содержание аммиака в воздухе vн = 7,5 об.%; содержание аммиака в воздухе на выходе vк = 0,25 об.%; содержание аммиака в воде, поступающей на абсорбцию xн = 0,1 масс.%. Насадка: керамические кольца Рашига размером 35´35´4 мм (с неупорядоченным размещением).

Расчет абсорбера провести на основе единиц переноса.

Задание №2

Тема курсового проекта: Абсорбция двуокиси серы.

Спроектировать насадочный абсорбер и схему абсорбционной установки для очистки воздуха от двуокиси серы SO2

Исходные данные на проектирование:

Поглотитель – вода; количество очищаемой газовоздушной смеси Gc = 2 кг/с; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; температура воды t = 200С; начальное содержание двуокиси серы в воздухе vн = 45 об.%; содержание SO2 в воде на входе в абсорбер xн = 0 и на выходе из него xк = 5 масс.%; степень извлечения SO2 из воздуха h = 90%. Насадка: керамические седла “Инталокс” размером 25 мм (с неупорядоченным размещением).

Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе следующие:

(кг SO2/кг воды)	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05
(кг SO2/кг воздуха):	0,0623	0,134	0,292	0,481	0,695	0,966

Расчет абсорбера провести на основе единиц переноса.

Задание №3

Тема курсового проекта: Абсорбция ацетона.

Спроектировать насадочный скруббер и схему абсорбционной установки для поглощения паров ацетона из воздуха

Исходные данные на проектирование:

Паровоздушная смесь содержит vн = 6%(об.) ацетона, чистого воздуха в этой смеси содержится Vв = 5600 м3/час; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; в скруббере улавливается 98,5% ацетона. Поглотитель – вода, количество орошающей воды L = 10000 кг/час с содержанием ацетона хн = 0, температура воды t = 200С. Уравнение линии равновесия Y* = 1,68.X; коэффициент массопередачи Ky = 0,02 кмоль ацетона/[м2.c(кмоль ацетона/кмоль воздуха)]. Насадка: керамические кольца Рашига размером 50´50´5 мм (с неупорядоченным размещением).

Расчет абсорбера провести по основному уравнению массопередачи.

Задание №4

Тема курсового проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать абсорбер с колпачковыми тарелками и схему абсорбционной установки для улавливания аммиака из воздуха

Исходные данные на проектирование:

Поглотитель – вода; количество очищаемого газовоздушной смеси Vc = 15000м3/час; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; удельный расход поглотителя l = 1,25 кг/кг; температура воды t = 150С; начальное содержание аммиака в воздухе vн = 7,5 об.%; содержание аммиака в воздухе на выходе vк = 0,25 об.%; содержание аммиака в воде, поступающей на абсорбцию xн = 0,1 масс.%.

Расчет абсорбера провести по основному уравнению массопередачи.

Задание №5

Тема курсового проекта: Абсорбция двуокиси серы.

Спроектировать абсорбер с ситчатыми тарелками и схему абсорбционной установки для очистки воздуха от двуокиси серы SO2

Исходные данные на проектирование:

Поглотитель – вода; количество очищаемого газовоздушной смеси Gс = 3 кг/с; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; температура воды t = 100С; начальное содержание двуокиси серы в воздухе vн = 45 об.%; содержание SO2 в воде на входе в абсорбер xн = 0 и на выходе из него xк = 5 масс.%; степень извлечения SO2 из воздуха h = 95%.

Данные о равновесных концентрациях SO2 в воде и газе при 100С следующие:

(кг SO2/кг воды)	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05
(кг SO2/кг воздуха):	0,0623	0,134	0,292	0,481	0,695	0,966

Расчет абсорбера провести по основному уравнению массопередачи.

Задание №6

Тема курсового проекта: Абсорбция ацетона.

Спроектировать скруббер с колпачковыми тарелками и схему абсорбционной установки для поглощения паров ацетона из воздуха

Исходные данные на проектирование:

Поглотитель – вода; количество орошающей воды L = 10000 кг/час; температура воды t = 200С; паровоздушная смесь содержит vн = 6%(об.) ацетона, чистого воздуха в этой смеси содержится Vв = 5600 м3/час; абсолютное давление P = 9,8.104 Па; в скруббере улавливается 98% ацетона; уравнение линии равновесия Y* = 1,68X; коэффициент массопередачи Ky = 60 кмоль ацетона/[м2.ч(кмоль ацетона/кмоль воздуха)].

Расчет абсорбера провести по основному уравнению массопередачи.

Задание №7

Тема курсового проекта: Абсорбция двуокиси углерода.

Спроектировать насадочный абсорбер и схему абсорбционной установки для поглощения двуокиси углерода CO2 по следующим исходным данным.

Исходные данные на проектирование:

Поглощение двуокиси углерода производится чистой водой (хн = 0) из газовоздушной смеси с начальным содержанием CO2 vн = 30,2 об.%. Расход газовой смеси на входе Gн = 905 кмоль/ч (Vc = 20000 м3/ч при 0оС и атмосферном давлении), рабочее давление Р = 1,6 МПа. На орошение подается вода с температурой t = 25оС. Требуемая степень извлечения СО2 составляет h = 95%. Конечное содержание СО2 в воде хк = 0,0021 в мольных долях. Удельный расход поглотителя l = 120 кг/кг. Средняя молекулярная масса поступающего газа Мг = 20,5 кг/кмоль, вязкость газа при рабочих условиях μг = 1,37.10-5 Па. с. Вязкость жидкости при 25 оС μж = 0,9.10-3 Па. с. Насадка – керамические кольца Рашига 50×50×5 мм. Коэффициент запаса для высоты насадки принять 1,5.

Расчет абсорбера провести на основе единиц переноса.

Задание №8

Тема курсового проекта: Абсорбция аммиака.

Спроектировать изотермический насадочный абсорбер и схему абсорбционной установки для поглощения аммиака водой по следующим исходным данным.

Исходные данные на проектирование:

Расход газовоздушной смеси на входе Vс = 1,32 м3/сек (при 0оС и атмосферном давлении); температура 40оС; давление 0,3 МПа. Содержание NH3 в поступающем газе vн = 40 об.%.; температура воды, поступающей на абсорбцию t = 20 оС. Требуемая степень извлечения NH3 из газа 99,5% при получении аммиачной воды состава xк = 10 вес.% NH3. Расход поглотителя L = 0,1 кмоль/с. Насадка – керамические кольца Рашига 35´35´4 мм (внавал).