48678

Расчет концентраций и расходов исходной и очищенной газовой смеси и количество поглощаемого СО2

Контрольная

Физика

VG н м3 ч Степень поглощения ψ Размеры колец Рашига характеристический размер N мм Коэффициент избытка поглотителя r Отношение скорости газа к скорости захлёбывания n Абсорбтив Вещество Молекулярная масса M кг кмоль Степень поглощения ψ Молярный поток абсорбтива на входе газовой фазы n н кмоль с Молярный межфазный поток Δn кмоль с Молярный коэффициент распределения m кмоль кмоль Абсорбат Вещество G Молекулярная масса MG кг кмоль Молярная доля на входе низ колонны yn н мол. доля Относительная молярная доля на входе низ колонны Yn н...

Русский

2013-12-22

279 KB

10 чел.

Список литературы:

  1.  Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по курсовому проектированию под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия, 1991г (или более позднее переиздание).
  2.  Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976г.
  3.  Справочник азотчика, Том I, М. Химия, 1986г.
  4.  Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М.: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004г.
  5.  Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973г (или более поздняя перепечатка).
  6.  Каграманов Г.Г., Фурмер И.Э., Миносьянц С.В. и др. Газовая промышленность. 1979. №8. с.45-47. (Растворимость углекислого газа в флотореагенте Т-66)
  7.  Бобылев В.Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003г.

Последовательность расчета:

1. Расчет концентраций и расходов исходной и очищенной газовой смеси и количество поглощаемого СО2.

  •  С исходной газовой смесью поступает:
  •  Поглощается при φ=...:
  •  Остается не поглощенным:
  •  Расход газа, покидающего абсорбер:
  •  Конечное содержание СО2 в нем:
  •  Расход инертного газа:
  •  Массовые расходы газа:

на входе в абсорбер:

на выходе из абсорбера:

2. Равновесные условия.

  •  Растворимость газа в поглотителе: таблица
  •  Переведем в нужные концентрации:

Х        

РУ       

;;;

;;.

По полученным точкам строим равновесную линию

3. Расчет концентрации газа в жидкости и расхода абсорбента.

  •  Условия регенерации:
  •  Получить для условий регенепации:
  •  Остается не выделившимся:

 

  •  Наносим первую точку рабочей линии:

; .

  •  Минимальный удельный расход поглотителя:

 

 (по диаграмме У-Х))

  •  Реальный удельный расход поглотителя:

 

  •  Действительный расход чистого растворителя:

 

  •  Содержание газа в жидкости вытекающей из абсорбера:

 

  •  Наносим вторую точку рабочей линии:

;  .

Строим рабочую линию.

Массовые расходы жидкости.

  •  Сверху орошает абсорбер:
  •  Снизу вытекает из абсорбера:

4. Расчет средней движущей силы.

  •  Найдем значение коэффициента распределения:

5. Расчет предельной и рабочей скоростей газа, диаметра абсорбера и рабочей плотности орошения.

  •  Плотность газа, входящего снизу в абсорбер при н.у.:

,

где .

  •  Плотность газа при рабочих условиях:

.

  •  Плотность газа наверху колонны:

.

.

  •  Определим расчетную скорость газа:

  •  Определим расчетную площадь поперечного сечения:

  •  Определим расчетный диаметр:

  •  Выберем стандартный диаметр:
  •  Определим среднюю скорость газа:

  •  Определим среднюю плотность газа:

  •  Скорость газа составляет в % от предельной:

  •  Определим режим работы колонны:
  •  Плотность орошения абсорбера или фиктивная скорость жидкости в нем:

- массовая плотность орошения

6. Расчет коэффициентов массопередачи.

а) Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе уV 

Молярный коэффициент массоотдачи в газовой фазе:

б) Объемный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе хV.

  •  Приведенная толщина пленки жидкости:

  •  Молярный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

7. Расчет потребной поверхности массопередачи, объема и высоты насадочного слоя.

  •  Высота насадки:

В зависимости от диаметра выбираем:

Высота сепарационного пространства над насадкой

Zв = м

Расстояние от днища до насадки

Zн = м

Высота одной секции насадки

Z =  м

Высота промежутков между секциями

hp = м

Тогда получаем, что:

Число секций

n =  шт

Высота колонны

H кол = м

Исходные данные

Абсорбтив (распределённое в-во)

A

Абсорбент (поглотитель)

L

Абсорбат (инерт)

G

Давление в абсорбере

p1

МПа

Температура в абсорбере

t1

оС

Давление в десорбере

p2

МПа

Температура в десорбере

t2

оС

Содержание абсорбтива в исх. газ. смеси

y н

% об.

Объёмный расход исх. газ. смеси (н.у.)

VG н

м3/ч

Степень поглощения

ψ

Размеры колец Рашига (характеристический размер)

N

мм

Коэффициент избытка поглотителя

r

Отношение скорости газа к скорости захлёбывания

n

%

Абсорбтив

Вещество

A

Молекулярная масса

MA

кг/кмоль

Степень поглощения

ψ

Молярный поток абсорбтива на входе газовой фазы

nA н

кмоль/с

Молярный межфазный поток

ΔnA

кмоль/с

Молярный коэффициент распределения

m

кмоль/кмоль

Абсорбат

 

Вещество

G

Молекулярная масса

MG

кг/кмоль

Молярная доля на входе (низ колонны)

yn н

мол. доля

Молярная доля на выходе (верх колонны)

yn к

мол. доля

Относительная молярная доля на входе (низ колонны)

Yn н

кмоль/кмоль

Относительная молярная доля на выходе (верх колонны)

Yn к

кмоль/кмоль

Молярный расход газовой фазы на входе (низ колонны)

ny н

кмоль/с

Молярный расход газовой фазы на выходе (верх колонны)

ny к

кмоль/с

Молярная масса газовой фазы на входе (низ колонны)

My н

кг/кмоль

Молярная масса газовой фазы на выходе (верх колонны)

My к

кг/кмоль

Массовый расход газовой фазы на входе (низ колонны)

my н

кг/с

Массовый расход газовой фазы на выходе (верх колонны)

my к

кг/с

Объёмный расход газовой фазы на входе (при раб. усл.)

Vy н

м3/с

Объёмный расход газовой фазы на выходе (при раб. усл.)

Vy к

м3/с

Молярный расход абсорбата

nG

кмоль/с

Движущая сила вверху колонны

ΔYверх

кмоль/кмоль

Движущая сила внизу колонны

ΔYниз

кмоль/кмоль

Средняя движущая сила

ΔYср

кмоль/кмоль

Плотность газовой фазы на входе (низ колонны)

ρy н

кг/м3

Плотность газовой фазы на выходе (верх колонны)

ρy к

кг/м3

Абсорбент

Вещество

L

Молекулярная масса

ML

кг/кмоль

Плотность в абсорбере

ρL1

кг/м3

Плотность в десорбере

ρL2

кг/м4

Растворимость при условиях десорбции

α

м3/м3

Молярная доля на входе

xn н

мол. доля

Молярная доля на выходе

xn к

мол. доля

Относительная молярная доля на входе

Xn н

кмоль/кмоль

Относительная молярная доля на входе

Xn к

кмоль/кмоль

Равновесная доля в жидкой фазе внизу абсорбера

X*(Yn н)

кмоль/кмоль

Минимальный расход абсорбента

nL min

кмоль/с

Молярный расход абсорбента

nL

кмоль/с

Массовый расход абсорбента

mL

кг/с

Массовый расход жидкой фазы на входе (верх колонны)

mx н

кг/с

Массовый расход жидкой фазы на выходе (низ колонны)

mx к

кг/с

Абсорбер (расчёт диаметра)

Удельная поверхность насадки

a

м2/м2

Порозность (доля свободного объёма) насадки

ε

м3/м3

Коэффициенты насадки

A

B

Массовый расход газовой фазы внизу колонны

my низ

кг/с

Массовый расход жидкой фазы внизу колонны

mx низ

кг/с

Вязкость жидкой фазы

μx

мПа*с

Предельная скорость газа в колонне

wy пр

м/с

Скорость газа в колонне

wy

м/с

Объёмный расход газовой фазы внизу колонны

VG низ

м3/с

Расчётная площадь сечения колонны

S расч

м2

Расчётный диаметр колонны

D расч

м

Стандартный диаметр колонны

D

м

Стандартная площадь сечения колонны

S

м2

Скорость газовой фазы внизу колонны

wy низ

м/с

Скрость газовой фазы вверху колонны

wy верх

м/с

Средняя скорость газовой фазы

wy ср

м/с

Средняя плотность газовой фазы

ρy ср

кг/м3

Средний массовый расход жидкой фазы

mx ср

кг/с

Средний объёмный расход жидкой фазы

Vx ср

м3/с

Средняя фиктивная скорость жидкой фазы в колонне

wx ср

м/с

Абсорбер (расчёт высоты)

Молярный объём абсорбтива

vA

см3/моль

Молярный объём абсорбата

vG

см3/моль

Коэффициент диффузии в газовой фазе

Dy

10^(-7) м2/с

Молярный объём абсорбента

vL

см3/моль

Коэффициенты ассоциации

A

B

Вязкость жидкой фазы при 20оС

μx20

мПа*с

Коэффициент диффузии в жидкой фазе при 20оС

Dx20

10^(-9) м2/с

Плотность жидкой фазы при 20оС

ρx20

кг/м3

Температурный коэффициент диффузии

b

Коэффициент диффузии в жидкой фазе

Dx

10^(-9) м2/с

Вязкость абсорбтива при н.у.

μA0

мкПа*с

Вязкость абсорбата при н.у.

μG0

мкПа*с

Константа Сатерленда абсорбтива

CA

К

Константа Сатерленда абсорбата

CG

К

Вязкость абсорбтива

μA

мкПа*с

Вязкость абсорбата

μG

мкПа*с

Вязкость газовой фазы внизу колонны

μy низ

мкПа*с

Вязкость газовой фазы вверху колонны

μy верх

мкПа*с

Средняя вязкость газовой фазы

μy ср

мкПа*с

Критерий Рейнольдса для газовой фазы

Rey

Криетрий Прандтля для газовой фазы

Pry

Эквивалентный диаметр насадки

м

Объёмный коэффициент массоотдачи в газовой фазе

βyV

м3/(м2*с)

Молярный коэффициент массоотдачи в газовой фазе

βy

кмоль/(м2*с)

Критерий Рейнольдса для стекающей плёнки жидкости

Rex

Критерий Прантля для жидкой фазы

Prx

Толщина стекающей по насадке плёнки

δпр

мкм

Объёмный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе

βxV

10^(-5) м3/(м2*с)

Молярный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе

βx

кмоль/(м2*с)

Молярный коэффициент массопередачи по газовой фазе

Ky

кмоль/(м2*с)

Поверхность массопередачи

F

м2

Эффективная удельная поверхность насадки

a эф

м2/м3

Коэффициент смачиваемости насадки

Ψ

м2/м2

Объём насадки

V

м3

Высота насадки

H

м

Высота сепарационного пространства над насадкой

м

Расстояние от днища до насадки

м

Высота одной секции насадки

Z

м

Высота промежутков между секциями

hp

м

Число секций

n

шт

Высота колонны

H кол

м

Толщина колец Рашига

δ

мм


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18274. ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ МНОЖИН. ПОНЯТТЯ ТА ЇХ ОЗНАЧЕННЯ 72.5 KB
  Лекція 1 ЕЛЕМЕНТИ ТЕОРІЇ МНОЖИН. ПОНЯТТЯ ТА ЇХ ОЗНАЧЕННЯ Поняття про твердження. Математичні твердження та їх види. Поняття його обсяг і зміст. Відношення між поняттями. Означення понять. Способи означення. Означувані і неозначувані поняття. Вимоги д
18275. МНОЖИНИ ТА ВІДНОШЕННЯ МІЖ НИМИ 101 KB
  Лекція 2 МНОЖИНИ ТА ВІДНОШЕННЯ МІЖ НИМИ Поняття множини. Скінченні і нескінченні множини. Способи задання множин. Порожня і одинична множини. Точкові множини. Геометрична фігура як множина точок. Плоскі і просторові геометричні фігури. Круги Ейлера. Рівн...
18276. ОПЕРАЦІЯ НАД МНОЖИНАМИ 256.5 KB
  Лекція 3 ОПЕРАЦІЯ НАД МНОЖИНАМИ Поняття про операції. Операції перерізу об’єднання доповнення підмножини до множини і доповнення. Зображення результатів операцій за допомогою кругів Ейлера. Закони операції над множинами. Число елементів у об’єднанні ...
18277. ВІДНОШЕННЯ МІЖ ЕЛЕМЕНТАМИ ДВОХ МНОЖИН 53 KB
  Лекція 4 ВІДНОШЕННЯ МІЖ ЕЛЕМЕНТАМИ ДВОХ МНОЖИН Відношення між елементами двох множин та його основні характеристики: області відправлення і прибуття; графи відношення області визначення і значення повні образи і прообрази елементів. Операції над відношення...
18278. ВІДНОШЕННЯ НА МНОЖИНІ 121.5 KB
  Лекція 5 ВІДНОШЕННЯ НА МНОЖИНІ Відношення на множині та його основні характеристики. Особливості графа відношення на множині. Способи задання відношень на множині. Основні властивості відношень на множині: рефлективність і антирефлексивність симетричність ...
18279. ФУНКЦІЇ ВІДОБРАЖЕННЯ 260.5 KB
  Лекція 6 ФУНКЦІЇ ВІДОБРАЖЕННЯ Поняття функції та її основні характеристики. Способи задання функцій. Відображення і їх види. Рівнопотужні множини. Потужність множини. Теорема про об’єднання рівно потужних множин. Питання на самостійне опрацю
18280. АЛГЕБРАЇЧНІ ОПЕРАЦІЇ І АЛГОРИТМИ 72.5 KB
  Лекція 7 АЛГЕБРАЇЧНІ ОПЕРАЦІЇ І АЛГОРИТМИ Бінарні алгебраїчні операції та їх основні характеристики. Асоціативний і комутативний закони операції. Дистрибутивні закони що пов’язують дві операції. Операція обернена даній. Питання на самостійне опр...
18281. ЛОГІКА ВИСЛОВЛЕНЬ 143.5 KB
  Лекція 8 ЛОГІКА ВИСЛОВЛЕНЬ Поняття про твердження. Математичні твердження та їх види. Висловлювання логічне значення висловлення. Логічні сталі. Прості і складні висловлення. Пропозиційні змінні. Операції заперечення кон’юнкції диз’юнкції та еквіва
18282. ЛОГІКА ПРЕДИКАТІВ 172.5 KB
  Лекція 9 ЛОГІКА ПРЕДИКАТІВ Поняття про зміну в математиці. Предикат висловлювальна форма та його основні характеристики. Тотожно істинні тотожно хибні і рівносильні предикати. Операції логіки висловлень над предикатами. Області істинності результат