Насадочный абсорбер для поглощения CO2 из дымовых газов водой

Введение……………………………………………………………………... 4
1 Теоретические основы процесса…………………………………………. 5
2. Технологический расчет…………………………………………………. 12
2.1 Материальный баланс………………………………………………… 12
2.2 Построение линии равновесии и рабочей линии…………………… 13
2.2 Тепловой баланс………………………………………………………. 16
2.3 Расчет движущей силы процесса…………………………………….. 18
2.4 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера……………………….... 19
2.5 Расчет высоты насадки……………………………………………….. 21
3 Гидравлический расчет…………………………………………………… 26
4. Конструктивный расчет………………………………………………….. 27
4.1 Расчет штуцеров………………………………………………………. 27
4.2 Расчет обечайки……………………………………………………….. 27
4.3 Расчет днища………………………………………………………….. 29
4.4 Расчет фланцевого соединения………………………………………. 29
4.5 Расчет опор аппарата…………………………………………………. 31
Заключение…………………………………………………………………... 34
Список используемых источников………………………………………… 35
Приложение А……………………………………………………………….. 36

Весь текст будет доступен после покупки

Абсорбцией называется процесс разделения, основанный на избирательном поглощении газов или паров жидкими поглотителями – абсорбентами.
При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив) не взаимодействует химически с абсорбентом. Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.
Физическая абсорбция обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощенного газа из раствора – десорбция.
Сочетание абсорбции и десорбции позволяет многократно применять поглотитель (абсорбент) и выделять поглощенный компонент в чистом виде.
Примерами использования процессов абсорбции в химической технологии и технике могут быть разделение углеводородных газов на нефтеперерабатывающих установках, получение соляной кислоты, аммиачной воды, очистка отходящих газов с целью улавливания ценных продуктов или обезвреживание газовых выбросов.
В курсовом проекте рассматривается абсорбция углекислого газа производительностью 10800 нм3/ч из воздуха водой.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретические основы процесса

При абсорбции содержание газа в растворе зависит от свойств газа и жидкости, давления, температуры и состава газовой смеси.
В случае растворения в жидкости бинарной газовой смеси взаимодействуют две фазы (Ф=2), число компонентов равно трем (К=3) и, согласно правилу фаз Гиббса
, (1)
число степеней свободы системы равно трем (С=3). То есть для данной системы газ-жидкость переменными являются температура, давление и концентрации в обеих фазах. Следовательно, в состоянии равновесия при постоянных давлении и температуре зависимость между концентрациями газа и жидкости однозначна. Эта зависимость выражается законом Генри: при данной температуре мольная доля газа в растворе (растворимость) пропорциональна парциальному давлению газа над раствором
или , (2)
где Е – коэффициент пропорциональности, называемый константой Генри.
Коэффициент Е зависит от природы растворяющегося вещества и температуры
, (3)
где – дифференциальная теплота растворения газа;
– постоянная, зависящая от природы газа и растворителя, и определяется опытным путем.
Из равенств (2) и (3) следует, что с ростом температуры растворимость газов в жидкостях уменьшается.
Парциальное давление растворяемого газа в газовой фазе, соответствующее равновесию, может быть заменено равновесной концентрацией. Согласно закону Дальтона, парциальное давление компонента в газовой смеси равно общему давлению, умноженному на мольную долю этого компонента в смеси
и , (4)
Сопоставляя последнее равенство, получим
или . (5)
В общем случае константа фазового равновесия зависит от общего давления , температуры и концентрации распределяемого компонента в жидкости : . Эта функция для некоторых систем может быть вычислена, но в большинстве случаев ее находят опытным путем.
Уравнение выражает зависимость между равновесными концентрациями распределяемого газа в газовой и жидкой фазах. Анализ и расчет процесса абсорбции удобнее всего проводить, выражая концентрации распределяемого компонента в относительных единицах, так как в этом случае расчетные значения потоков газовой и жидкой фаз постоянны.
Уравнение равновесия, выраженное через относительные мольные доли
; ; ; , (6)
можно переписать как
. (7)
При незначительных концентрациях величина <<1, и уравнение приобретает более простой вид
. (8)
К факторам, улучшающим растворимость газов в жидкостях, относятся повышенное давление и пониженная температура, а к факторам, способствующим десорбции, – пониженное давление, повышенная температура и прибавление к абсорбенту добавок, уменьшающих растворимость газов в жидкостях.
Закон Генри справедлив к растворам газов, критические температуры которых выше температуры раствора, и справедлив только для идеальных растворов, соблюдается при малых концентрациях растворенного газа или при его малой растворимости. Для хорошо растворимых газов, при больших концентрациях их в растворе, растворимость меньше, чем следует из закона Генри. Для систем, не подчиняющихся закону, коэффициент в уравнении равновесия является величиной переменной, и линия равновесия представляет собой кривую, которую строят обычно по опытным данным.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Процессы и аппараты химической технологии : методические указания. В 4 ч. Ч. 2 / М-во науки и высш. образования Российской Федерации, Сиб. гос. индустр. ун-т, Каф. металлургии цветных металлов и химической технологии ; сост.: О. А. Полях, И. В. Строкина. - Новокузнецк: Издательский центр СибГИУ, 2022. - ШЬ: пйр://НЬгагу.51Ьзш.ги. - Текст : электронный.
2. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу ПАХТ: Учебное пособие для вузов/ Под редакцией чл-корр. АН СССР П.Г. Романкова. -9-е изд., перераб. и доп. -Л.: Химия, 1981. - 560с., ил.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/ Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983-272с., ил.
4. Ведерникова М.И., Старцева Л.Г., ЮрьевЮ.Л, Орлов В.П. Примеры и задачи по массообменным процессам химической технологии: справ. пособие в 4 ч. Ч. IV: Основные физические, химические и теплофизические свойства веществ. ? Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2009 – 154 с.
5. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971.-784 с.

Весь текст будет доступен после покупки