Материал: 1238
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х См е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
иМин стерство науки высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования « ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)»
Кафедра «Техносферная и экологическая безопасность» б РАСЧЕТАБСОРБЕРОВ
Методические указанияДк курсовому проектированию
Составители: С.Б. Ловинецкая, О.В. Плешакова И Омск ▪ 2019
УДК 502.3:7Н:577.4 ББК 28.081:38.711
Р24
д-р биол.
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
наук, доц, А.В. Синдирева (ОмГАУ)
СибАДИ |
||
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве ме- |
||
тодическ х указан й. |
|
|
Р24 Расчет абсорберов [Электронный |
ресурс] : |
методические указания |
к курсовому проект рованию / сост. : С.Б. |
Ловинецкая, |
О.В. Плешакова. – (Серия |
внутр вузовск х метод ческих указаний СибАДИ). – Электрон. дан. – Омск :
ибАДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. -
Реж м доступа: для авторизованных пользователей.
Содержат тре ован я для оформления курсового проекта, теоретический материал, пр ведены пр меры расчётов, исходные данные для выполнения.
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначены для о учающихся по дисциплине «Инженерная защита атмосферы гидросферы» всех форм о учения направления подготовки бакалавриата «Техносферная безопасность».
Подготовлены на кафедре «Техносферная и экологическая безопасность».
Текстовое (символьное) издание (3,4 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz 150 Мб; Windows XP/Visa/7 DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:
Adobe Acrobat Reader; Foxit reader
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание первое. Дата подписания к использованию 23.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Инженерная защита атмосферы и гидросферы» связана с изучением и усвоением основных положений систем очистки, а также практической базы для освоения техники и технологии защиты одного из компонентов окружающей среды [1].
На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одн м з основных мероприятий по защите воздушной среды. Очистка
СибАДИ6.Эксплуатация аппарата (10%)
выбросов перед х поступлением в атмосферу предотвращает загрязнение атмосферного воздуха. Очистка воздуха имеет важнейшее санитар- но-г г ен ческое, экологическое и экономическое значение [4].
Целью курсового проекта является закрепление и расширение теоретическ х знан й по дисциплине «Инженерная защита атмосферы и гидросферы», выра отке навыков использования научных знаний для
практ ческого решен я инженерных задач [5].
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В курсовом проекте нео ходимо рассчитать абсорбер, который может быть применим для очистки газовых выбросов от вредных при-
месей (например, для очистки топочных газов от SO2).
Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графических документов, оформленных в соответствии с требованиями ГОСТа. Гра-
фики следует выполнять на миллиметровой бумаге формата А4.
Пояснительная записка должна быть объемом не менее 30 листов формата А4 и иметь следующие разделы (в скобках указан объем разде-
лов в процентах от общего объема курсового проекта):
1. |
Введение (7%) |
2. |
Техническое задание (3%) |
3. |
Расчет технических характеристик (40%) |
4. |
Описание конструкции и принципа работы абсорбера (20%) |
5. |
Выбор обоснование материалов конструкции (15%) |
7.Заключение (5%)
8.Библиографический список
Общий объем графических документов проекта регламентируется двум листами формата А1 и одним листом формата А2 или А3. В состав графических материалов желательно включить технологическую схему установки (один лист), чертежа общего вида основного аппарата с узлами (один лист), чертежи деталей аппарата (один лист).
3
СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
1. Введение.
Должно содержать краткую характеристику, перспективы развития, роль и место процесса абсорбции как метода очистки газовых выбросов от вредных примесей, а также использования данного метода в автотранспортном комплексе.
2. Техническое задание и исходные данные.
Требуется рассчитать абсорбер указанного типа (указывает преподаватель), спользуемый для поглощения вредного компонента отхо-
|
дящ х газов водой, с начальным содержанием его в воздухе ун (% об.). |
||||||
|
Кол чество поступающего газа Q (м3/ч) (при н. у.). Общее давление газа |
||||||
С |
сор тива в поступающей на абсорбцию воде |
||||||
|
1,01 105 Па. |
||||||
|
xн (% вес.). Температура поступающего абсорбента 200С. Конечное со- |
||||||
|
держан е вредного компонента отходящих газов ук (% об.) [2]. |
Таблица 1 |
|||||
|
|
Варианты исходных данных |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
Содержание |
|
|
|
|
|
||
|
№ |
Поглощаемый |
Q, |
ун, |
xн, |
ук, |
|
|
варианта |
компонент |
м3/ч |
% об. |
% вес. |
% об. |
|
|
1 |
NH3 |
10000 |
5,0 |
0,10 |
0,25 |
|
|
2 |
SO2 |
15000 |
7,0 |
0,12 |
0,23 |
|
|
3 |
H2S |
12000 |
4,5 |
0,22 |
0,10 |
|
|
4 |
NH3 |
20000 |
5,5 |
0,15 |
0,09 |
|
|
5 |
SO2 |
18000 |
4,0 |
0,25 |
0,12 |
|
|
6 |
H2S |
17000 |
6,5 |
0,14 |
0,15 |
|
|
|
бА |
|
|
|
||
|
7 |
NH3 |
11000 |
8,0 |
0,13 |
0,27 |
|
|
8 |
SO2 |
16000 |
7,5 |
0,23 |
0,27 |
|
|
9 |
H2S |
8000 |
4,7 |
0,16 |
0,11 |
|
|
10 |
NH3 |
13000 |
5,3 |
0,20 |
0,15 |
|
|
11 |
SO2 |
7000 |
8,1 |
0,10 |
0,24 |
|
|
|
|
Д |
|
|
||
|
12 |
H2S |
21000 |
9,0 |
0,17 |
0,28 |
|
|
13 |
NH3 |
25000 |
7,8 |
0,24 |
0,21 |
|
|
14 |
SO2 |
19000 |
6,3 |
0,18 |
0,20 |
|
|
15 |
H2S |
30000 |
5,7 |
0,19 |
0,17 |
|
|
16 |
NH3 |
15000 |
4,6 |
0,22 |
0,11 |
|
|
|
|
|
И |
|
||
17 |
SO2 |
24000 |
5,8 0,27 0,16 |
||||
|
18 |
H2S |
35000 |
7,3 |
0,19 |
0,12 |
|
|
19 |
NH3 |
33000 |
8,3 |
0,26 |
0,28 |
|
|
20 |
SO2 |
23000 |
5,2 |
0,13 |
0,12 |
|
3. Расчет технических характеристик абсорбера.
Основу расчета абсорбера составляют тепломассообменный и гидравлический расчеты. Цель первого состоит в определении поверхности взаимодействия (теплообменный и межфазный) и основных размеров
4
конструкции (диаметра, высоты, числа ступеней контакта фаз и т. д.). Второй расчет связан с оценкой гидравлического сопротивления при движении среды и затрат энергии на их преодоление.
При расчете абсорберов основными определяемыми величинами являются расход абсорбента L, диаметр D и высота Н абсорбера, его гидравлическое сопротивление р.
Далее приведены методики расчета аппаратов абсорбции.
3.1.Расчет насадочных абсорберов
Расход абсорбента [4]. Количество поглотителя L на проведение процесса абсорбц определяют по уравнению материального баланса,
в котором незаданной величиной является значение |
его конечной кон- |
|
центрац |
Хк.. |
|
|
L G Yн Yк / Xк Xн |
(1) |
где L - расход а сор ента, кг/ч; G - расход инертного газа, кг/ч; Yн , Yк - |
||
начальная |
конечная концентрация абсорбтива в газовой смеси, отно- |
|
сительные массовые единицы; Xн , Xк - начальная и конечная концентрация абсорбтива в поглотителе, относительные массовые единицы.
Относительные массовые концентрации абсорбтива в воздухе на-
ходят по формуле: |
|
|
Y Мк |
Мн y 1 y |
(2) |
где Мк и Мн - молярные массы абсорбтива и носителя, г/моль. Относительную массовую концентрацию абсорбтива в поступаю-
щей на абсорбцию воде находят по формуле:
Xн xн 1 xн |
(3) |
Для того, чтобы найти Xк необходимо построить на Y-X-диаграмме рабочую равновесную линии процесса.
Состояние равновесия при условии постоянства температуры и общего давления зависимость между концентрациями распределяемого
в газовой и жидкой фазах компонента выражается законом Генри: |
|
СибАДИ |
|
р* ЕХ |
(4) |
где р*- парциальное давление газа, Е – константа, имеющая размерность давления.
Величина Е для данного газа не зависит от общего давления в системе, но зависит от природы абсорбента и поглощаемого газа и температуры (табл. 2).
5