Расчет тарельчатого абсорбера

2.РАСЧЁТ ТАРЕЛЬЧАТОГО АБСОРБЕРА[pic 1]

2.1.Обоснование технологической установки.

        В курсовом проекте разработана технологическая схема процесса абсорбции. В ходе проекта помимо основного (тарельчатого колпачкового абсорбера) выбрано вспомогательное оборудование: насос , холодильник и компрессор.

        Процесс абсорбции проводится при невысоких температурах, поэтому перед тем как попасть в абсорбер исходная газовая смесь охлаждается в холодильниках. Для уменьшения расхода речной воды, газовую смесь предварительно охлаждают оборотной водой, а затем – речной. Так как температура поглотителя не равна температуре абсорбции, то она охлаждается , и после этого поступает в абсорбер.

2.2.Масса поглощаемого вещества

Массу ацетилена , переходящего в процессе абсорбции из газовой смеси в поглотитель за единицу времени, найдём из уравнения материального баланса согласно /1/:

                        [pic 2]                             (2.1)

где L,G – расходы соответственно чистого поглотителя и инертной части газа кг/с; ХН, ХК – начальная и конечная концентрация ацетилена в воде, кг/кг; YH,YK - начальная и конечная концентрация ацетилена в газе, кг/кг.

Выразим состав газовой фазы в выбранной для расчёта размерности:  [pic 3]                                     (2.2)

где Mа, Mвз – молярные массы ацетилена и воздуха соответственно.

        Получим

Yн=(26*0.09)/(29*0.091)=0.89 кг/кг

Конечная концентрация ацетилена в газовой смеси рассчитывается по формуле согласно /1/:

[pic 4]                                            (2.3)

где γ – степень извлечения ацетилена из газовой смеси.

Yк=0.89*(1-0.95)=0.445 кг/кг

Конечная концентрация ацетилена в воде ХК, кг/кг, обусловливает его расход (который, в свою очередь, влияет на размеры  абсорбера), а также часть энергетических затрат, связанных с перекачиванием жидкости . Поэтому ХК выбирают, исходя из оптимального расхода поглотителя.

[pic 5]                 (2.4)

где η – коэффициент избытка поглотителя; ХYн – концентрация ацетилена в жидкости, равновесная с газом начального состава, равновесная с газом начального состава, которая находится из закона Генри.

            X*=(П/Е)*y                                                     (2.5)

где Е-константа Генри ,мм рт.ст.

П- давление газовой смеси на входе в абсорбер,Па

x^*=((0.5*10^6)/(109.6*10^6))*y=0.00457*y

y=yн*1.5=0.135 кмоль/кмоль

Таблица 2.1.

X – Y диаграмма при давлении р = 0.5 МПа имеет следующий вид:

        Из рис. видно, что концентрация ацетилена в жидкости, равновесная с газом начального состава равна xн=0.0002775 кмоль/кмоль, хк*=0.0003625кмоль/кмоль

        Объёмный расход газовой смеси:

Gсм=Vсм0/22.4=1.417/22.4=0.06 кмоль/с                  (2.6)

        Расход инертной части газа G,кг/с:

G=Gсм*(1-yн)=0.06*(1-0.09)=0.057    кмоль/с    (2.7)