122774 (689224), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

31. Для найденных значений чисел единиц переноса вычисляют значение величины С_yi

32. Вычисляется среднее значение концентрации абсорбируемого компонента в абсорбенте для каждого участка

33. Для средних значений концентраций x_ср,i строится ряд прямых линий A₁ C₁; А₂С₂ ; A₃C₃ и т.д., параллельных оси ординат.

34. Рабочая концентрация газа на тарелке над жидкостью состава x_ср,i будет всегда меньше равновесной. Этим концентрациям будут соответствовать точки В₁ ; B₂ ; В₃ и т.д., лежащие на отрезках A₁ C₁; А₂С₂ ; A₃C₃ , ниже точек А₁ ;A₂ ;A₃ и т.д. Положения этих точек определяются из выражения

35. На диаграмме y-x от точек С на кривой равновесия откладываются найденные отрезки BC и через полученные точки В₁;В₂ ; В₃ и т.д. наносится кривая, являющаяся кинетической линией процесса.

36. Между найденной кинетической и рабочей линиями проводится ступенчатое построение ломаной линии в пределах концентраций Х_н и Х_к . Число ступеней этой ломаной линии дает число тарелок абсорбционной колонны N_общ

37. Общее сопротивление тарелок в колонне

38. Расчет числа люков:

Разместим люки через каждые 6 тарелок:

n=5.667

Принимаем 6 люков (1 люк над 34-й тарелкой)

38. Общая высота колонны определяется

мм

3. Выбор типа контактного устройства

Контактное устройство по заданию - ситчатая тарелка. Выбираем тарелку ТС-Р2 для диаметра 1200 мм. Количество секций - 2, периметр слива L=884 мм, диаметр отверстия 5 мм, шаг между отверстиями - 10 мм

Приемный и сливной карманы занимают 10.53% плошали тарелки, суммарная площадь всех отверстий - 10% [3, стр. 216]

Проверяем выбранное расстояние между тарелками: минимальное расстояние между ними должно быть равным:

H_min= H_min=0.073м

Выбранное расстояние между тарелками Н=500м подходит.

4. Расчет проходного диаметра штуцеров и выбор фланцев

Штуцер для выхода смеси из колонны

Gc = Ls Gc = 443,9

Vc = Gc/ρc Vc = 0.482

dc = dc = 0,35м

где Vc-объемный расход смеси,м³/c;

wc – скорость потока, т.к. смесь поступает из колонны под напором, принимаем скорость потока равной 5 м/с.

Gc – массовый расход смеси, м³/с;

рc – плотность смеси кг/ м³ ;

Принимаем диаметр штуцера dc = 400 мм.

Штуцер для выхода газа из колонны

=0,219 м³/с

=0,136

где: Vг – объемный расход газа, м³/с;

wг – скорость потока газа принимаем равным 15 м/с;

Vнг – объемный расход газа при нормальных условиях, м³/с;

Принимаем диаметр штуцера dг = 200 мм;

Штуцер для входа газовой смеси в колонну

=0,169

где: wгc – скорость потока газовой смеси принимаем равным 15 м/с;

Vгс – объемный расход газовой смеси, м³/с;

Принимаем диаметр штуцера dгс = 200 мм;

Штуцер для входа жидкости в колонну

=0,482 м³/с

=0,35

где: Vж – объемный расход жидкости, м³/с;

wг – скорость потока жидкости принимаем равным 5 м/с;

Lа – мольный расход жидкости, кмоль/ч;

Принимаем диаметр штуцера dж = 400 мм;

Изготовление штуцеров и выбор фланцев

Для упрощения конструктивных деталей колонны, будем изготовлять штуцера из отрезков труб соответствующих диаметров. Внешний вылет штуцеров составляет ≈1,5 от диаметра штуцера, внутренний ≈ 0,3. Чтобы предупредить попадание жидкости во внутреннее пространство штуцера, подающего циркуляционный пар, труба, из которой он изготовлен, обрезается под углом книзу.

К выступающим отрезкам труб привариваются фланцы плоские стальные [5, стр. 54]

5. Выбор насосов и вентиляторов

Вентилятор для подачи исходной газовой смеси

Q = Vгв = 0.336 м³/с

Выбираем центробежный вентилятор марки Ц1-1450 [3, стр. 42, табл. 9].

Насос для подачи жидкостной смеси в колонну десорбции и насос для подачи жидкости в колонну абсорбции

О = Vж = 0.482 м³/с

Выбираем осевой насос марки ОВ8-47 [3, стр. 40, табл. 4].

6. Расчет кожухотрубчатого теплообменника (водяного холодильника)

Расход жидкости из десорбера

=479

Примем температуру воды на входе и выходе из холодильника:

Вода из десорбера, С: 40 20 t_{вд н} = 40 °С t_{вд к} = 40 °С

Охлаждающая вода, С 30 10 t_{ов н} = 10 °С t_{ов к} = 30 °С

Найдем среднюю разность температур:

Δt_б = t_{вд н} - t_{ов к} = 10 °С

Δt_м = t_{вд к} - t_{ов н} = 10 °С

= 10 °С

Свойства воды при средних температурах [4, стр. 512, табл. XXXIX]

Средние температуры охлаждающей жидкости:

t₂₀ = 20 °С t₃₀ = 30 °С

Плотность:

ρ₂₀ = 998 кг/м³ ρ₃₀ = 996 кг/м³

Теплоемкость:

с₂₀ = 4190 Дж/кг·К с₃₀ = 4180 Дж/кг·К

Теплопроводность:

λ₂₀ = 0,599 Вт/м·К λ ₃₀ = 0,618 Вт/м·К

Динамическая вязкость:

μ₂₀ = 10^-3 Па·с μ ₃₀ = 8,04·10^-3 Па·с

Значение критерия Прандтля:

Рг₂₀ = 7,02 Рг ₃₀ = 5,42

7. Тепловой расчет

Тепловая нагрузка аппарата

=42·10⁶ Вт

Расход охлаждающей воды

=502,9 кг/с

Предварительный расчет холодильника

Рассчитаем кожухотрубный теплообменник с трубами диаметром 25х2 мм и шагом труб 32 мм. Зададимся значниями Re:

Re = 20000

d1 = 0.021 м

d2 = 0.025 м

Найдем коэффициенты теплоотдачи:

В трубном пространстве

Pr = 5,42

Pr_ст = 7,02

ε₁ = 1 [4, стр. 157, табл. 4-3]

=112,4

=3307,8

Выберем теплообменник:

По каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем наиболее близкий к ориентированному значению площади поверхности теплообменник типа ТН, группа 101. исполнение 51-58, шестиходовой, с двумя эллиптическими крышками, диаметром кожуха 2200 мм, длиной труб - 6000мм, диаметром труб 25x2 мм и поверхностью теплообмена 1800 м² - три штуки. [7]

Проводим поверочный расчет выбранного теплообменника:

L = 6 D = 2.2 м²

n = 3876 штук

1) В трубном пространстве:

=0,357 м/с

=9318,8

Pr=5.42

Pr_ст = 7,02

ε₁ = 1

=72.7

=2139.9

В межтрубном пространстве

=1,899 м²

=0,265 м/с

=0,024 м

=6461,5

Pr=7,02

Pr_ст = 5,42

ε_φ = 0,6

=85,2

=2042,4

λ_ст = 17,5

=933,5

Поверхность теплообмена:

=4514,6 м²

Имеется запас по площади: (1800x3-4514.6)/4514.6= 19.6%

Запас по площади достаточный и не слишком велик, что экономически оправдано.

Толщина обечайки кожуха теплообменника по рекомендации каталога ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991г., «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем 10 мм.

Диаметры штуцеров для входа и выхода охлаждающей воды но каталогу - 700 мм Диаметр штуцеров для входа и выхода охлаждаемой жидкости но каталогу - 500 мм

8. Расчет трубных решеток и фланцев кожуха

Толщина трубной решетки, исходя из закрепления труб развальцовкой с обваркой, определяется из условия:

tp = 32 мм dн = 25 мм

Sp = 0,125 · dн + 5 Sp = 8.1 мм

где: dн – наружный диаметр трубы, равный 25 мм;

tp – шаг между трубами, равный 32 мм;

В соответствии с ГОСТ 28759.2 - 90 «Фланцы сосудов и аппаратов плоские приварные» для конденсатора с D = 2200 мм и Ру = 1 МПа толщина фланцев равна 40 мм. Так как фланцы у нас являются одной деталью с трубной решеткой, то толщина ее, соответственно, тоже 40 мм.

Список литературы

1. В.М. Рамм. «Абсорбция газов».М., «Химия», 1976г.

2. «Расчет тарельчатых абсорбционных колонн» под ред. В А. Иванова, Москва, 1985. ;

3. «Основные процессы и аппараты химической технологии», пособие по проектированию под ред. Ю. И. Дытнерского. М, «Химия» 1991 г.

4. К.Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Л., «Химия», 1976г.

5. А. А. Лащинский, А. Р. Толчинский. «Основы конструирования и расчета химической аппаратуры». М, 1968г.

6 Отраслевой стандарт ОСТ 26-808-73.

7. Каталог «Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения». М„ «ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ», 1991г.

8. Каталог «Емкостная стальная сварная аппаратура». М., «ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ», 1969г.

Характеристики

Список файлов курсовой работы