ЗМІСТ
1. Реферат
2. ВСТУП
3. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1 Способи очищення промислових газів від газоподібних домішок
3.2 Фізичні основи процесу абсорбції
3.3 Схема абсорбційної установки
3.4 Пристрій абсорберів
3.5 Вибір робочих умов процесу
4. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК
4.1 Матеріальний баланс установки
4.2 Розрахунок середньої рушійної сили процесу
5. КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК
5.1 Розрахунок швидкості газу і діаметра абсорбера
5.2.Расчет висоти світлого шару рідини
5.3 Розрахунок коефіцієнтів массоотдачи
5.4 Розрахунок числа тарілок абсорбера
5.5 Вибір відстані між тарілками івизначення висоти абсорбера
6. ГІДРАВЛІЧНИЙ РОЗРАХУНОК
6.1 Розрахунок гідравлічного опору тарілок абсорбера
6.2 Розрахунок і вибір штуцерів
7. ЛІТЕРАТУРА
1.РЕФЕРАТ
Ключові слова: УСТАНОВКА, абсорбції, КОЛОНА,РОЗРАХУНОК, ТЕХНОЛОГІЯ, АМІАК, ТАРІЛКА.
У загальній частині обговоренісучасні методи добування компонентів з газових сумішей. Прийнятаабсорбційна установка безперервної дії для очищення повітря від аміакупродуктивністю 1.916м 3 /с. З початковим вмістом NH 3 8.7% об. Обрані основні технологічні параметрипроцесу. Прийнята конструкція тарельчатой ​​абсорбційної колони з Сітчатие тарілки.
У технологічному розрахункувизначені матеріальні потоки системи.
У конструктивному розрахункувизначені основні конструктивні розміри колони, що забезпечують задануступінь поділу.
У гідравлічному розрахункувизначено гідравлічний опір колони.
2.Введеніе
В даному курсовому проектівідбувається абсорбція аміаку, з повітряної суміші, водою. В результаті, навиході з абсорбера, виходить так званий нашатирний спирт (аміачнавода), широко використовуваний як в промисловості, так і в народному господарстві.
АМІАК (від грец. halsammoniakos - нашатир), NH 3 , безбарвний газ з різким задушливим запахом;щільність 0,681 г/см 3 (-33,35 В° С), t пл = -77,7 В° С, t кип = -33,35 В° С, О”Н = 23,27 кДж/моль, О”Н = 45,94 кДж/моль, О”S = 192,66 Дж/моль в€™ К, при тиску0,9 МПа зріджується при кімнатній температурі. Добре розчинний у воді; воднийрозчин - нашатирний спирт. Отримують каталітичним синтезом з азоту іводню під тиском.
Основний промисловийспосіб отримання NH3-по реакції:
1/2N2 + 3/2Н2 в†’ NH3
Зрушення рівноваги вправосприяє підвищення тиску і зниження температури. Тепловий ефектреакції при 29,4 МПа складає 52,38 кДж/моль. Процес проводять у присутностікаталізатора - Fe,активованого K2O; Al2O3; CaO та ін
Каталітичні отрути -сірчисті і кисневмісні сполуки. Для відомих каталізаторів швидкістьреакції описується рівнянням Тьомкіна Пижева:
;
Де W - спостерігається швидкість процесу,рівна різниці швидкостей оюразованія і розкладання NH3,
k1 і k2 - константи швидкості утворення ірозкладання аміаку,
, і- Парціальний тисквідповідних газів О± = 0,5 для більшості промислових каталізаторів.
Застосовують аміак увиробництві HNO3, сечовини, NH4NO3; (NH4) 2CO3; (NH4) 2SO4.,амофосу, уротропіну, як рідкі добрива, як холодоагент. Світовевиробництво NH3 склало в 1982 близько 89 млн. т, в СРСР 17.76, США 14.06.СРР 3.14, Франції 1.9, Японії 2.01, ФРН 1.92 млн. т.
Аміачна вода - розчинаміаку у воді. Прозора (іноді з жовтуватим відтінком) рідина з різкимзапахом, щільність 18,5-25%-ного розчину 0,930-0,910 г/см 3 (15 0 С);парціальний тиск парів аміаку 0,1 МПа (40 0 С); температуравиділення твердої фази від-31, 3 до -53,9 0 С. Із зростанням тискурозчинність аміаку збільшується, з підвищенням температури зменшується.
застосувати аміачну воду ввиробництві азотної кислоти, сечовини, солей амонію, амофосу, уротропіну іт.д.. Рідкий аміак - холодоагент, висококонцентроване добриво.
При вмісті в повітрі0,5% за обсягом аміак сильно дратує слизові оболонки. При гостромуотруєнні вражаються очі і дихальні шляхи, при хронічних отруєнняхспостерігаються розлад травлення, катар верхніх дихальних шляхів, ослабленняслуху. Рідкий аміак викликає сильні опіки шкіри. ГДК = 20 мл/м 3 .Суміш аміаку з повітрям вибухонебезпечна, КПВ = 15-28%; для повітряно-аміачнихсумішей, що містять 9-57% за об'ємом аміаку.
3. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1 Способи очищення промислових газіввід газоподібних домішок
Домішки, що містяться ввідхідних промислових газах в газо-чи пароподібному стані, витягуютьсяшляхом поглинання їх рідинами (абсорбція) або твердими поглиначами(Адсорбція), а також шляхом каталітичного окислення або спалювання.
Якщо не потрібне особливотонкого очищення промислового газу від домішок, то, як правило, використовуютьабсорбцію. Абсорбцією називається процес поглинання газу або пари рідкимпоглиначем (абсорбентом). Зворотний процес - виділення поглинутого газу зпоглинача - називається десорбцією. У промисловості абсорбція з подальшоюдесорбцією широко застосовується для виділення з газових сумішей ціннихкомпонентів, для очищення технологічних і горючих газів від шкідливих домішок,для санітарної очистки газів і т.д.
У деяких випадкахдесорбцію не проводять, якщо витягуваний компонент і поглинач єдешевими або отброснимі продуктами або якщо в результаті абсорбції виходитьготовий продукт (наприклад, соляна кислота при абсорбції НСl водою).
3.2 Фізичні основи процесуабсорбції
Розчинність газівзалежить від властивостей газу і рідини, від температури і парціального тискурозчиняється газу в газовій суміші. Залежність між розчинністю газу ійого парціальним тиском характеризується законом Генрі, згідно з якимрівноважний парціальний тиск Р пропорційно вмісту розчиненогогазу в розчині Х (мольн. частка):
Р = ЕХ, [3.2.1]
Де Р - парціальнийтиск газу над розчином мм. Рт. Ст.;
Х-концентрація газу вмольних частках;
Е - коефіцієнт Генрі,залежний від температури і від природи газу і рідини.
Значення Р і Хзадовольняє рівнянням мають місце при досягненні рівноваги між фазами,ці слід розглядати як рівноважні. Коефіцієнт Е залежить від природирозчиняється речовини і температури:
lnE = -q/RT + C; [3.2.2]
де q-теплота розчинення газу,кДж/кмоль;
R-універсальна газова стала,кДж/кмоль про с;
Т-температурарозчинення, про К;
З - постійна залежнавід природи газу і рідини.
З рівності [3.2.2]видно, що з ростом температури розчинність зменшується, рис 1
Рис.1 Залежність між розчинністюгазу в рідині і парціальним тиском.
Парціальний тискрастворяемого газу, відповідне рівноваги, може бути замінене рівноважноїконцентрацією. Згідно закону Дальтона парціальний тиск компонентів у газовійсуміші дорівнює загальній тиску, помноженому на мольну частку цього компонента усуміші, т. е:
р = Пу; у = Р/П;
Де П-загальний тискгазової суміші;
у - концентраціярозділяється компонента;
Зіставляючи рівняння,отримуємо:
у = Р/П = Е/Р * Х або у = mx;
де m = Е/Р - константа фазової рівноваги.
У хімічній техніцівикористовують наступні принципові схеми абсорбційних установок: -прямоточні, протиточні, одноступінчаті з рециркуляцією і багато ступінчастіз рециркуляцією.
Для витягання аміаку зповітря використовуємо противоточную схему (рис.2.) за цією схемою в одному кінціапарату приводиться в контакт газ і рідина, що мають великі концентраціїрозподілюваного речовини, а в протилежному кінці менші.
Рис.2 противоточного схемаабсорбції
3.3 Схема абсорбційної установки
Технологічна схемапроцесу абсорбції водою представлена ​​на рис.3
