125819 (690704), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Количество жидкости, которое следует подавать на каждый 1 м² сечения насадки скруббера, называют плотностью орошения. Оно зависит от типа насадки и назначения скруббера и определяется расчетом. При использовании насадочного скруббера для охлаждения и увлажнения газа плотность орошения водой составляет 5 – 20м³/(м² -ч).

Насадочные скрубберы не требуют тонкого распыления воды, поэтому напор перед распылителями обычно невелик и составляет 50 – 100 кПа. Ввиду того что после выхода газа из скруббера с насадкой наблюдается некоторое механическое увлечение капелек жидкость газовым потоком, за скруббером, если это необходимо, следует предусматривать каплеуловители. В качестве каплеуловителей могут служить сухой слой насадки из колец Рашига, слой стружки с опилками или аппараты инерционного действия.

3. Расчет абсорбера для улавливания сероводорода из коксового газа

3.1 Исходные данные

3.2 Материальный баланс

Количество поглощенного H₂S

G_{H S} = , (1)

где Q – количество коксового газа, м³/час;

а₁,а₂ – содержание H₂S в коксовом газе на входе и выходе из скруббера, г/м³.

G_{H S} = = 360 кг/час

Коэффициент улавливания

η= 1 - ; (2)

η= 1 - = 0,9474, т.е. 95%

Определение диаметра скруббера.

Для определения диаметра аппарата необходимо привести количество коксового газа к фактическим условиям по содержанию водяных паров, температуре и давлению.

Q_t= ; (3)

Q_t= =20598,69 м³/ч

Объемный расход коксового газа с водяным паром, м³/ч

Q_{H O} = Q_t (4)

где: Q_t - объем сухого коксового газа, м³/ч;

p_{H O} – парциальное давление водяных паров при температуре 30˚С

P_сух – давление сухого коксового газа при t = 30˚С

Q_{H O} = 20598,7 = 823,6566 м³/ч;

Общий объем коксового газа

Q_общ= Q_t + Q_{H O} (5)

Q_общ = 20598,69 + 823,6566 =21422,346 м³/ч

Для определения диаметра аппарата необходимо выбрать насадку скруббера. Принимаем в качестве насадки керамические кольца 50 50 5 мм.

Характеристику насадки определяют по таблице (1):

– свободный объем V = 0,785 м³/ м³;

– удельная поверхность насадки f = 87,5 м³/ м³.

Для определения скорости газа в аппарате используют эквивалентный диаметр:

d_экв = (6)

где: V_c – свободный объем насадки м³/ м³;

f – удельная поверхность, м³/ м^3.

d_экв = = 0,036 м.

Критическую скорость можно определить, пользуясь критерием Рейнольдса:

Re = (7)

При Re = 2330

= 2,32 = = 1,5314 1,5 м/с

Определяем живое сечение аппарата:

F_ж = (8)

F_ж = = 3,9671 4 м²

Определяем общее сечение аппарата:

F_об = (9)

где: V_с – свободный объем насадки, м³/ м³

F_об = = 5,09 м²

Определяем диаметр скруббера:

d = (10)

d = = 2,5 м

3.3 Определение движущей силы процесса и количества поглотителя

Движущая сила процесса абсорбции H₂S коксового газа содовым раствором определяется как разность парциальных давлений H₂S в коксовом газе и поглотительном растворе на входе в аппарат и выходе из него.

Для определения движущей силы определяются парциальные давления H₂S в коксовом газе на входе в скруббер и выходе из него.

Парциальное давление H₂S в газе на входе в скруббер

р_1вх = Р_вх (11)

где: Р_вх – общее давление газа на входе, мм рт.ст.;

а₁ – содержание H₂S в коксовом газе на входе, г/м³;

М_{H S} – мольная масса H₂S, кг/кмоль.

М_{H S} = 34 г/моль

Р_вх = 760 + 59,0 = 819 мм рт.ст

р_1вх = = 10,2519 мм рт.ст.

Парциальное давление H₂S на выходе из скруббера:

р_{2 вых} = Р_вых (12)

Принимаем сопротивление скруббера Р = 10 мм рт.ст., тогда давление коксового газа на выходе из скруббера

Р_{вых =} Р_вх + Р (13)

Р_вых = 819- 10 = 809 мм рт.ст.

р_{2 вых} = 809 = 0,5329 мм рт.ст.

Принимаем в качестве поглотителя H₂S содовый раствор 1N концентрации, поступающий на скруббер после регенератора.

Определяем равновесную концентрацию H₂S в содовом растворе, поступающем в скруббер:

р_2вых = 0,014 С_1р^3,22 мм рт.ст. (14)

где: С_1р – равновесная концентрация H₂S в поступающем растворе, соответствующая давлению H₂S в коксовом газе, г/ дм³. Тогда:

С_1р = (15)

С_1р = = 3,0963 г/дм³

Для обеспечения движущей силы процесса принимаем концентрацию H₂S в поступающем растворе С₁ = 2,5 г/дм³.

Определяем равновесную концентрацию H₂S в содовом растворе, выходящем из скруббера:

С_2р = (16)

где: р_1вх – парциальное давление H₂S в коксовом газе на входе в скруббер, мм рт.ст.

С_2р = = 7, 7562 г/дм³

Принимаем концентрацию H₂S в растворе С₂ = 7 г/ дм³.

3.4 Определение необходимого количества поглотителя

Действительное количество поглотителя

G_д = (17)

где: G_{H S} – количество поглощенного H₂S в граммах;

С_1, С₂ – содержание H₂S в растворе на входе и выходе из скруббера.

G_д = = 80000 дм³/час = 80 м³/час

Минимальное количество поглотителя

G_min = (18)

где:C_2р – равновесное содержание сероводорода в растворе на выходе из скруббера,г/дм³.

G_min = = 68571,428 дм³/час 68,5714 м³/час

3.5 Проверка насадки на смачиваемость и затапливаемость

Для обеспечения удовлетворительной смачиваемости насадки необходимо подавать раствор в количестве, превышающем 2 литра на погонный метр насадки в минуту.

Периметр орошения в скруббере, заполненном выбранной ранее насадкой, можно определить:

П = F_общּf (19)

где: F_общ – общее сечение аппарата, м²;

f = 87,5 – удельная поверхность насадки, м²/м³

П = 5,09 ּ87,5 = 445,375 м

Линейная плотность орошения

q = (20)

q = = 2,566 2,5 дм³/мм;

2,5 2

следовательно, смачиваемость насадки удовлетворительная.

Движущая сила процесса абсорбции может быть определена путем нахождения парциального давления H₂S над раствором и парциального давления H₂S газа при различном его содержании от 1 до 19 г/м³.

Парциальное давление при различных концентрациях определяется:

Р_{H S} = Р_об ּа_і , (21)

а концентрация H₂S в растворе определяется:

Р_р(і) = 0,014 (С_ір)^3,22 (22)

Равновесное давление газа вычисляется по уравнению (14).

Полученные значения рассчитанных параметров вносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Шаг определения изменения общего давления коксового газа на входе в скруббер (Р_{об і}):

Характеристики

Список файлов курсовой работы