Массообменные процессы
Материальный и тепловой баланс процесса абсорбции. Методы расчета высоты насадки и числа тарелок в абсорбере. Расчет газопромывателей, распыливающего, насадочного и тарельчатого абсорберов, абсорберов с подвижной шаровой насадкой, абсорбера Вентури.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | учебное пособие |
Язык | русский |
Дата добавления | 11.12.2012 |
Размер файла | 4,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
.
.
Здесь
.
.
Из выражения критерия Нуссельта находят значение y:
.
;
- молекулярная масса газовой смеси.
Таким образом,
.
Коэффициент массоотдачи для жидкой пленки находят из уравнения
.
Критерий Рейнольдса
,
где ;
- вязкость воды при 20С.
Критерий Прандтля
,
где ж - плотность воды, кг/м3; Дж - коэффициент диффузии аммиака в воде, м2/ч.
Критерий Галилея
,
где dнар - наружный диаметр элемента насадки.
Критерий Нуссельта
.
Из выражения критерия Нуссельта
.
Общий коэффициент массопередачи
.
Когда растворимость газа велика и диффузионное сопротивление жидкости мало, по сравнению с сопротивлением газа, т. е. когда xy, то x можно не рассчитывать, так как Kyy.
Высота насадки
.
II вариант
.
Здесь
;
;
.
Согласно рисунку 2.5
;
.
Согласно ранее проведенным расчетам (смотри I вариант)
.
Коэффициент массопередачи Kр пересчитывают в Ky по уравнению
,
откуда
.
Эквивалентная высота насадки
.
Высота насадки
.
Общая высота колонны
,
где Нн - высота слоя насадки; h1 - высота нижней части колонны;
h2 - высота верхней части колонны; h3 - общее расстояние между десятью ярусами насадки (при высоте каждого яруса, равном 3,1 м, и расстоянии между ярусами 0,4 м).
Гидравлическое сопротивление колонны с насадкой
,
где - сопротивление орошаемой насадки, Па;
- местные сопротивления, Па.
где pсух - сопротивление слоя сухой насадки по сравнению с неорошаемой, Па.
Сопротивление слоя сухой насадки высотой Нн
где w - скорость, отнесенная к полному сечению скруббера, м/сек; =f(Reг) - коэффициент сопротивления.
.
При
.
Сопротивление слоя сухой насадки
.
Параметр орошения
,
где L - плотность орошения скруббера, ; ж - плотность жидкости, кг/м3; b - безразмерный коэффициент, являющийся функцией критерия Рейнольдса, для жидкости равный .
Значение критерия Рейнольдса для жидкости определяют из уравнения
,
где . Значит .
Параметр орошения
.
Для керамических колец с и
.
Сопротивление орошаемой насадки
.
При движении через насадочную колонну газовый поток несколько раз расширяется и сужается. В газопроводах средняя скорость газа составляет wг=13 м/с; при заданной производительности по газу Vк.г=37775 м3/ч диаметр газопровода
.
Следовательно, диаметры штуцеров для подвода и отвода будут такие же.
Предварительно определяют площади потока в различных участках колонны.
Площадь поперечного сечения штуцера
.
Площадь поперечного сечения колонны (без насадки)
.
Среднее свободное сечение колонны с насадкой
.
Коэффициенты местных сопротивлений:
а) при выходе газового потока из газопровода в колонну (внезапное расширение)
;
б) при выходе газового потока из колонны в газопровод (внезапное сужение)
, ;
в) при входе газового потока в насадку (внезапное сужение)
, ;
г) при выходе газового потока из насадки (внезапное расширение)
.
По пунктам «а» и «б» потерю давления на местные сопротивления вычисляют после определения скорости газового потока в штуцерах (газопроводе).
Скоростное давление
;
;
.
По пунктам «в» и «г» местные сопротивления рассчитывают за фактической скоростью газового потока в насадке
.
;
;
.
Суммарная потеря давления на местные сопротивления
.
Общее давление, развиваемое газодувкой:
- атмосферное давление; 1,05 - коэффициент, учитывающий потери давления в подводящих газопроводах.
Устанавливают газодувку типа «750-23-2» производительностью Vк.г=600700 м3/мин (3600042000 м3/ч), с давлением р=0,240,30 amu, числом оборотов n=4800 об/мин и мощностью на валу Nв=460 квт.
Мощность насосной установки
Насосная установка обеспечивает подачу поглотителя в распылитель, находящийся наверху скруббера. В соответствии с расчетом и необходимой высотой абсорбционной (насадочной) колонны принимают следующие исходные данные для расчета мощности насосной установки:
Производительность G=83700 кг/ч
Высота подъема H=38 м
Избыточное давление перед распылителем pизб=0,35 amu
Плотность поглотителя (воды) =1000 кг/м3
Общий к.п.д. насосной установки =0,6.
Трубопровод имеет два вентиля, четыре колена под углом 90 и общую длину 38 м.
Мощность, потребляемая насосом, кВт:
,
где V - объем подаваемой жидкости, м3/сек; p - давление, развиваемое насосом, Па; - общий к.п.д. насосной установки.
;
.
Здесь pск - давление, необходимое для создания скоростного напора, Па; pтр+м.с - потеря давления на трения и местные сопротивления, Па; pпод - давление, необходимое для подъема жидкости, Па; pизб - избыточное давление перед распылителем, Па.
Скорость жидкостей в трубопроводах допускается в пределах 0,5-2 м/сек; принимают w=1,5 м/сек.
.
Принимают стальной трубопровод диаметром 1594,5 мм. Уточняется скорость движения жидкости:
.
Скоростное давление
.
Потеря напора на трение и местные сопротивления
.
Предварительно подсчитывают значение критерия Рейнольдса
,
где - динамический коэффициент вязкости воды, Па·с.
При Re=196000 коэффициент трения =0,02. Находят, что для колен под углом 90 можно принять к=0,38 (при Re2105 и a/b=3, принятом условно); для вентиля в=4,4.
Таким образом
;
.
Давление, необходимое для подъема жидкости на высоту H=38 м,
.
Избыточное давление:
.
Давление, развиваемое насосом:
.
Потребляемая мощность:
Устанавливают центробежный насос марки «КМС-100» с характеристикой:
Производительность 100 м3/час
Напор 60 м вод. ст.
Скорость вращения 1450 об/мин
Мощность двигателя 30 квт
2.4.2 Тарельчатая колонна
Диаметр колонны
При расстоянии между тарелками hмт=600 мм и плотности газа г=0,6 кг/м3 допустимая скорость газа w`г=1,52 м/с
.
По каталогу НИИХиммаша выбирают типовую колонну с колпачковыми тарелками и переливными устройствами; принимают колонну Дкол=3 м с капсульными колпачками и сегментными переливами.
Уточняют скорость газового потока:
.
Если расчетный диаметр колонны больше стандартного, необходимо подобрать соответствующее количество колонн меньшего диаметра, равновеликих по общей площади сечения.
Конструктивный расчет тарелки с капсульными колпачками и сегментными переливами
Основные размеры колпачковых тарелок нормализированы. При конструировании колпачков исходят из соблюдения равенства площадей:
,
где S1 - площадь поперечного сечения газового патрубка; S2 - площадь между верхним слоем газового патрубка и колпачком, равная произведению периметра патрубка на расстояние по вертикали от верхнего края патрубка до колпачка; S3 - площадь кольцевого пространства между газовым патрубком и колпачком; Sк - площадь сечения прорезей одного колпачка.
Высоту сливной перегородки принимают в пределах 20-50 мм (рисунок 2.5).
Рисунок 2.5 - Расчет сопротивления столба жидкости на тарелке
Площадь сечения колонны составляет:
.
Принимая живое сечение =0,12, находят общую площадь сечения патрубков
.
Рисунок 2.6 - Расположение колпачков и переливного устройства на тарелке
При стандартных патрубках размером 704 мм площадь сечения одного патрубка:
.
Количество патрубков и колпачков составляет:
.
Колпачки в колонне размещают графически по вершинам треугольников или концентрически окружностям, в зависимости от диаметра колонны, диаметра колпачка и размеров сливного устройства. В данном случае по условиям разбивки колпачков принимают (рисунок 2.6) nк=273.
Площадь
,
где h - расстояние по вертикали от верхнего обреза патрубка до колпачка.
Из условия S1=S2 находят
.
Площадь S3 составляет:
,
где dвн.к - внутренний диаметр колпачка; dнар - наружный диаметр патрубка.
Из условия S1=S3 находят при dнар=70 мм:
.
Выбирают колпачки с внутренним диаметром 92 мм и наружным диаметром 100 мм. Прорези - прямоугольные, шириной b=8 мм, высотой l=15 мм. Площадь сечения одной прорези:
.
Из условия S1=Sк находят количество прорезей в колпачке
.
Общая ширина прорезей в одном колпачке составляет 258=200 м, периметр колпачка равен 3,14100=314 мм. Таким образом, расстояние между прорезями
.
Ширина сегмента переливного устройства
.
Длина дуги (периметр сливной перегородки)
.
Площадь свободного сечения сливного устройства
,
где - радиус колонны;
.
Высоту сегмента переливного устройства hп принимают равной 75 мм.
Гидравлическое сопротивление тарелки
Общее сопротивление тарелки
где рсух - сопротивление сухой тарелки, Па; рx - сопротивление жидкости на тарелке, Па.
,
где - коэффициент сопротивления (берется обычно в пределах 4,55); wпр - скорость газа в прорезях при их полном открытии, м/сек.
,
где a - коэффициент равный 1 для колпачковых тарелок и 0,67 для ситчатых; l - высота прорези колпачка, м.
При =5 и a=1.
.
Сопротивление сухой тарелки
.
Сопротивление жидкости на тарелке
,
где рст- потеря давления на преодоление статического сопротивления на тарелке, Па; p - потеря давления на преодоление сил поверхностного натяжения, Па.
При полном открытии прорезей
где g - ускорение силы тяжести, м/сек; r - отношение плотности пены к плотности чистой жидкости (при расчетах принимают r=0,5); ж - плотность жидкости, кг/м3; e - расстояние от верхнего края прорезей до сливного порога, м; l - высота прорези, м; h - высота уровня жидкости над сливным порогом, м.
Принимают e=20 мм, а высоту уровня жидкости над сливным порогом, м, определяют с учетом плотности пены
,
где Vж - объемный расход жидкости, м3/сек; П - периметр сливной перегородки, м.
.
.
Следовательно,
.
Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па
,
где - поверхностное натяжение, Па; диаметр отверстия или эквивалентный диаметр прорези в колпачковой тарелке, м.
Поверхностное натяжение для воды при 20С
.
Эквивалентный диаметр прорези при полном открытии:
.
Таким образом,
,
сопротивление жидкости на тарелке:
,
общее сопротивление тарелки составляет:
Определение необходимого количества тарелок
По найденным начальным и конечным концентрациям аммиака в жидкой и газовой фазах строят на диаграмме y-x линию рабочих концентраций y=Ax+B, а по уравнению - кривую равновесия (рисунок 2.8).
Для определения действительного количества рабочих тарелок в колонне графическим методом (на основе общих положений массопередачи) необходимо сначала рассчитать коэффициент массопередачи из уравнения:
,
Где - коэффициент массоотдачи в газовой фазе для колпачковых тарелок;
- коэффициент массоотдачи в жидкой фазе для колпачковых тарелок. В этих формулах: wy - скорость газа, отнесенная к свободному сечению колонны, м/сек; px - гидравлическое сопротивление тарелки, Па; m - средний тангенс угла наклона равновесной линии на рабочем участке.
В данном примере: wy=wг=1,5 м/сек;
;
После подстановки соответствующих значений получают:
Рисунок 2.7 - Определение числа тарелок тарельчатого абсорбера
;
;
.
Число единиц переноса одной тарелки
,
где Sт - площадь тарелки, м2; Gин - расход инертного газа, кмоль/ч.
.
.
Величина отрезков на вертикалях диаграммы Y-X между линией рабочих концентраций и вспомогательной кинетической кривой
.
На линии рабочих концентраций (рисунок 2.7) наносят ряд точек А1, А2, А3 и так далее и на линии равновесия соответствующие им точки С1, С2, С3 и т. д.
Пользуясь полученными равенствами , находят на отрезках и так далее точки и т. д.
Проводя через полученные точки и т.д. линию, получают вспомогательную кинетическую кривую. Из точки в пределах заданных рабочих концентраций Yн=0,0119 и Yк=0,000287 между линией рабочих концентраций и вспомогательной кинетической кривой строят ломаную линию и т.д. В данном примере такое построение сделать трудно, так как кинетическая линия почти совпадает с рабочей линией.
В общем случае указанные линии не совпадают.
Полученное число ступеней (или отрезков ) и дает необходимое для заданных условий число тарелок
Гидравлическое сопротивление колонны:
.
Общая высота колонны:
.
Библиографический список
1. Братчиков Г.Г. Очистка газовых выбросов в целлюлозно-бумажной промышленности. - М.: Лесная промышленность, 1989. - 256 с.
2. Бушмелев В.А., Вольман Н.С. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства.- М.: Лесная пром-сть, 1969.- 408 с.
3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по курсовому проектированию М.: Химия, 1983. - 272 с.
4. Касаткин. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, - М., Химия, 1971. - 784 с.
5. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. Т.1. Производство сульфатной целлюлозы. - М.: Лесная промышленность, 1976.- 624 с.
6. Оборудование и сооружения для защиты биосферы от промышленных выбросов. Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Зенков В.В., Соловьев Г. С. - М.: Химия, 1985. -352 с.
7. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и др. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. - 496 с.
8. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. - Л.: Химия, 1976. - 552 с.
9. Перри Джон Г. Справочник инженера химика. Т 2. - М.: Химия, 1969.- 504 с.
10. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии, Иоффе И. Л. -Л.: Химия, 1991. -352 с.
11. Рамм В.М. Абсорбция газов. - М.: Химия, 1976. - 655 с.
12. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Александров И. А. -М.: Химия, 1978.- 280 с.
13. ГОСТ 21944-76 Аппараты колонные стальные. Ряд диаметров. Расстояние между тарелками.
14. ГОСТ 9634-81 Колпачки капсульные стальные колонных аппаратов. Конструкции и размеры. Технические требования.
Приложение А1
Таблицы растворимости газов в воде
Таблица А1.1 - Аммиак NH3
Содержание NH3, кг на 100 кг H2O Парциальное давление NH3 при 25 0С, мм рт.ст. |
0,105 0,791 |
0,244 1,83 |
0,32 2,41 |
0,38 2,89 |
0,576 4,41 |
0,751 5,80 |
1,02 7,96 |
|
Содержание NH3, кг на 100 кг H2O Парциальное давление NH3 при 25 0С, мм рт.ст. |
1,31 10,31 |
1,51 11,91 |
1,71 13,46 |
1,98 15,75 |
2,11 16,94 |
2,58 20,86 |
2,75 22,38 |
Таблица А1.2 - Двуокись углерода СО2
Общее давление, атм |
Содержание СО2, кг на 100 кг Н2о |
|||||||||
12 0С |
180С |
25 0С |
31 0С |
35 0С |
40 0С |
50 0С |
75 0С |
100 0С |
||
25 50 75 100 150 200 300 400 500 700 |
. . . 7,03 7,18 7,27 7,598 . . . 7,86 8,12 . . . . . . |
3,86 6,33 6,69 6,72 7,07 . . . 7,35 7,77 . . . . . . |
. . . 5,38 6,17 6,28 . . . . . . . . . 7,54 . . . . . . |
2,80 4,77 5,80 5,97 6,25 6,48 . . . 7,27 7,65 . . . |
2,56 4,39 5,51 5,76 6,03 6,29 . . . 7,06 7,51 . . . |
2,30 4,02 5,10 5,50 5,81 6,28 . . . 6,89 7,26 . . . |
1,92 3,41 4,45 5,07 5,47 5,76 6,20 6,58 . . . 7,58 |
1,35 2,49 3,37 4,07 4,86 5,27 5,83 6,30 . . . 7,43 |
1,06 2,01 2,82 3,49 4,49 5,08 5,84 6,40 . . . 7,61 |
Таблица А1.3 - Окись азота NO
t, 0С H·10-4 |
0 1,69 |
5 1,93 |
10 2,18 |
15 2,42 |
20 2,64 |
25 2,87 |
30 3,10 |
35 3,31 |
|
t, 0С H·10-4 |
40 3,52 |
45 3,72 |
50 3,90 |
60 4,18 |
70 4,38 |
80 4,48 |
90 4,52 |
100 4,54 |
Таблица А1.4 - Окись углерода СО
t, 0С H·10-4 |
0 3,52 |
5 3,96 |
10 4,42 |
15 4,89 |
20 5,36 |
25 5,80 |
30 6,20 |
35 6,59 |
|
t, 0С H·10-4 |
40 6,96 |
45 7,29 |
50 7,61 |
60 8,21 |
70 8,45 |
80 8,45 |
90 8,46 |
100 8,46 |
Таблица А1.5 - Двуокись углерода СО2
t, 0С H·10-4 |
0 0,728 |
5 0,876 |
10 1,04 |
15 1,22 |
20 1,42 |
25 1,64 |
|
t, 0С H·10-4 |
30 1,86 |
35 2,09 |
40 2,33 |
45 2,57 |
50 2,83 |
60 3,41 |
Таблица А1.6 - Окись углерода СО
Парциальное давление СО, мм рт. ст. |
H·10-4 |
Парциальное давление СО, мм рт. ст. |
H·10-4 |
|||
17,7 0С |
19 0С |
17 0С |
19 0С |
|||
900 2000 3000 4000 |
4,77 4,77 4,77 4,78 |
4,88 4,91 4,93 4,95 |
5000 6000 7000 8000 |
4,80 4,82 4,86 4,88 |
4,97 4,98 5,02 5,08 |
Примечание. В таблицах А1.3 - А1.6: Н - константа Генри, размерность Н - единица давления абсорбируемого газа в газовой фазе, отнесенная к единице мольной концентрации этого газа в жидкой фазе.
Таблица А1.7 - Двуокись серы SO2
Содержание SO2, кг на 100 кг Н2О |
Парциальное давление SO2, мм рт. ст. |
||||||||||||
0 0С |
7 0С |
10 0С |
15 0С |
20 0С |
25 0С |
30 0С |
40 0С |
50 0С |
70 0С |
90 0С |
110 0С |
||
20 15 10 8 7,5 7,45 6,0 5,0 4,36 4,0 2,5 2,0 1,5 1,04 1,0 0,7 0,51 0,5 0,3 0,2 0,15 0,10 0,05 0,02 |
646 474; 500 308; 310 240 228 . . . 175 148 . . . 110 69 50 38 . . . 23,3; 20 15,2 . . . 9,9 5,1 2,8 1,9 1,2 0,6 0,25 |
657 637 417 . . . 307 . . . . . . 198 . . . . . . 92 . . . 51 . . . 31 20,6 . . . 13,5 6,9 3,7 2,6 1,5 0,7 0,3 |
. . . 726; 735 474; 470 370 349 . . . 270 226 . . . 170 105 75 59 . . . 37; 35 23,6 . . . 15,6 7,9 4,6 3,1 1,75 0,75 0,3 |
. . . . . . 567 . . . 419 . . . . . . 270 . . . . . . 127 . . . 71 . . . 44 28,0 . . . 19,3 10,0 5,7 3,8 2,2 0,8 0,3 |
. . . . . . 698 580 517 . . . 430 336 . . . 270 161 110 92 . . . 59; 30 39,0 . . . 26,0 14,1 8,5 5,8 3,2 1,2 0,5 |
. . . . . . 840 670 . . . . . . 505 . . . . . . 320 . . . 150 . . . . . . 60 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . 780 688 750 580 452 420 380 216 170 125 82,5 79; 70 52 . . . 36 19,7 11,8 8,1 4,7 1,7 0,6 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 665 . . . 510 332 250 186 . . . 121; 110 87 . . . 57 . . . . . . 12,9 7,5 2,8 0,8 |
. . . . . . . . . . . . . . . 1243 . . . . . . 778 700 458 340 266 149 172; 160 116 76 82,0 . . . 31,0 20,0 12,0 4,7 1,3 |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1272 . . . . . . . . . . . . 301 . . . . . . 146 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 . . . . . . 239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
Приложение А2
Таблица А2.1 - Способы выражения концентраций фаз
Выражение концентраций компонента А |
x |
X |
CX |
||||
x |
-- |
или |
или |
или |
|||
-- |
|||||||
X |
-- |
||||||
-- |
|||||||
Cx |
-- |
||||||
MACx |
- |
MA , MB и МСМ - мольные массы компонентов и смеси, кг/кмоль; MCM = MAx + MB (1-x) ; - плотность смеси, кг/м3.
Для смеси идеальных газов:
Приложение А3
Таблица А3.1 - Характеристика скрубберных насадок из колец и кускового материала
Вид насадки |
Размеры элемента насадки, мм |
Число элементов в 1 м3 объема, заполненного насадкой |
Свободный объем,м3/м3 |
Удельная поверхность, м2/м3 |
Масса 1 м3 насадки, кг |
|
Кольца фарфоровые . . . ------------ керамические . . ------------ керамические . . ------------ керамические . . ------------ керамические . . ------------ стальные . . . . . . ------------ стальные . . . . . . Гравий круглый . . . . . . . Андезит кусковой . . . . . Кокс кусковой . . . . . . . . «- - - - - - - - - » . . . . . . . . «- - - - - - - - - » . . . . . . . . «- - - - - - - - - » . . . . . . . . Катализатор синтеза аммиака в кусочках . . . . Катализатор конверсии СО в таблетках . . . . . . . Катализатор сернокислотный (ванадиевый) в таблетках . . . . . . |
8 х 8 х 1,5 15 х 15 х 2 25 х 25 х 3 35 х 35 х 4 50 х 50 х 5 35 х 35 х 2,5 50 х 50 х 1 42 43,2 42,6 40,8 28,6 24,4 6,1 d=11,5; h=6 d=11; h=6,5 |
1 465 000 250 000 53 200 20 200 6 000 19 000 6 000 14 400 12 600 14 000 15 250 27 700 64 800 5 200 000 1 085 000 1 000 000 |
0,64 0,70 0,74 0,78 0,785 0,83 0,95 0,388 0,565 0,56 0,545 0,535 0,532 0,465 0,38 0,43 |
570 330 204 140 87,5 147 110 80,5 68 77 86 110 120 960 460 415 |
600 690 532 505 530 - 430 - 1200 455 585 660 600 2420 1100 614 |
Приложение А3.2 - Характеристики насадок (размеры даны в мм)
Насадки |
а, м2/м3 |
Vсв, м3/м3 |
dэ, м |
, кг/м3 |
Число штук в м3 |
|
Регулярные насадки |
||||||
Деревянная хордовая (10х100), шаг в свету: 10 20 30 |
100 65 48 |
0,55 0,68 0,77 |
0,022 0,042 0,064 |
210 145 110 |
- - - |
|
Керамические кольца Рашига: 50х50х5 80х80х8 100х100х10 |
110 80 60 |
0,735 0,72 0,72 |
0,027 0,036 0,048 |
650 670 670 |
8500 2200 1050 |
|
Неупорядоченные насадки |
||||||
Керамические кольца Рашига: 10х10х1,5 15х15х2 25х25х3 35х35х4 50х50х5 |
440 330 200 140 90 |
0,7 0,7 0,74 0,78 0,785 |
0,006 0,009 0,015 0,022 0,035 |
700 690 530 530 530 |
700000 220000 50000 18000 6000 |
|
Стальные кольца Рашига: 10х10х0,5 15х15х0,5 25х25х0,8 50х50х1 |
500 350 220 110 |
0,88 0,92 0,92 0,95 |
0,007 0,012 0,017 0,035 |
960 660 640 430 |
770000 240000 55000 7000 |
|
Керамические кольца 25х25х3 35х35х4 50х50х5 60х60х6 |
220 165 120 96 |
0,74 0,76 0,78 0,79 |
0,014 0,018 0,026 0,033 |
610 540 520 520 |
46000 18500 5800 3350 |
|
Стальные кольца Палля: 15х15х0,4 25х25х0,6 35х35х0,8 50х50х1,0 |
380 235 170 108 |
0,9 0,9 0,9 0,9 |
0,010 0,015 0,021 0,033 |
525 490 455 415 |
230000 52000 18200 6400 |
|
Керамические седла Берля: 12,5 25 38 |
460 260 165 |
0,68 0,69 0,7 |
0,006 0,011 0,017 |
720 670 670 |
570000 78000 30500 |
|
Керамические седла «Инталокс»: 12,5 19 25 38 50 |
625 335 255 195 118 |
0,78 0,77 0,775 0,81 0,79 |
0,005 0,009 0,012 0,017 0,027 |
545 560 545 480 530 |
730000 229000 84000 25000 9350 |
Примечание. а-удельная поверхность; Vсв-свободный объем; dэ-эквивалентный диаметр; -насыпная плотность.
Приложение А4
Таблица А4.1 - Динамические коэффициенты вязкости жидких веществ и водных растворов в зависимости от температуры
Вещество |
Динамический коэффициент вязкости, мПа·с (сП) |
||||||||||||
-20 0С |
-10 0С |
0 0С |
10 0С |
20 0С |
30 0С |
40 0С |
50 0С |
60 0С |
80 0С |
100 0С |
120 0С |
||
Азотная кислота, 100 % Азотная кислота, 50 % Аммиак жидкий Аммиачная вода, 25 % Анилин Ацетон Бензол Бутиловый спирт Вода Гексан Глицерин, 50 % Диоксид серы (жидк.) Дихлорэтан Диэтиловый эфир Изопропиловый спирт Кальций хлористый, 25 % раствор Метиловый спирт, 100 % Метиловый спирт, 40 % Муравьиная кислота Натр едкий, 50 % раствор |
1,49 -- 0,258 -- -- 0,5 -- 10,3 -- 0,479 -- 0,455 1,54 0,364 10,1 10,6 1,16 -- -- -- |
1,24 4 0,251 -- -- 0,442 -- 7,4 -- 0,426 -- 0,41 1,24 0,328 6,8 7 0,97 -- -- -- |
1,05 3,05 0,244 -- 10,2 0,395 0,91 5,19 1,79 0,397 12 0,368 1,08 0,296 4,6 4,47 0,817 3,65 -- -- |
0,92 2,4 0,235 1,72 6,5 0,356 0,76 3,87 1,31 0,355 8,5 0,334 0,95 0,268 3,26 3,36 0,68 2,54 2,25 -- |
0,8 1,88 0,226 1,3 4,4 0,322 0,65 2,95 1,0 0,32 6,05 0,304 0,84 0,243 2,39 2,74 0,584 1,84 1,78 -- |
0,72 1,55 0,217 1,05 3,12 0,293 0,56 2,28 0,801 0,29 4,25 0,279 0,74 0,22 1,76 2,25 0,51 1,37 1,46 46 |
0,64 1,28 0,208 0,855 2,3 0,268 0,492 1,78 0,656 0,264 3,5 -- 0,65 0,199 1,33 1,85 0,45 -- 1,22 25 |
0,57 1,07 0,199 0,71 1,8 0,246 0,436 1,41 0,549 0,241 2,6 -- 0,565 0,182 1,03 1,55 0,396 -- 1,03 16 |
0,5 0,9 0,19 0,6 1,5 0,23 0,39 1,14 0,469 0,221 2 -- 0,51 0,166 0,8 --0,351 -- 0,89 8,03 |
0,39 0,68 -- 0,42 1,1 0,2 0,316 0,76 0,357 0,19 1,2 -- 0,42 0,14 0,52 -- 0,68 5,54 3,62 2,16 |
0,35 0,53 -- 0,32 0,8 0,17 0,261 0,54 0,284 0,158 0,73 -- 0,36 0,118 0,38 -- 0,24 -- 0,54 3,97 |
0,31 0,44 -- 0,23 0,59 0,15 0,219 0,38 0,232 0,132 0,45 -- 0,31 0,1 0,29 -- 0,21 -- 0,4 3,42 |
|
Натр едкий, 40 % раствор «-----------« 30 % раствор «-----------« 20 % раствор «----------« 10 % раствор Натрий хлористый, 20 % раствор Нитробензол Октан Олеум, 20 % Серная кислота, 98 % «-----------------« 92 % «-----------------« 75 % «-----------------« 60 % Сероуглерод Соляная кислота, 30 % Толуол Уксусная кислота, 100 % «-----------------« 50 % Фенол расплавленный Хлорбензол |
-- -- -- -- -- -- 0,968 -- -- 130 95 20 0,556 -- 1,06 -- -- -- 1,48 |
-- -- -- -- 4,08 -- 0,829 -- -- 90 50 15 0,488 -- 0,9 -- -- -- 1,24 |
-- -- -- -- 2,67 3,09 0,703 95 55 48 30 10,5 0,433 -- 0,768 -- 4,35 -- 1,06 |
-- -- -- -- 1,99 2,46 0,61 60 37 32 20 7,7 0,396 2,1 0,667 -- 3,03 -- 0,91 |
40 13 4,48 1,86 1,56 2,01 0,54 36,6 25,8 23,1 13,9 5,52 0,366 1,7 0,586 1,22 2,21 11,6 0,8 |
23 9 3,3 1,45 1,24 1,69 0,479 28,8 17,1 15,6 10,6 4,08 0,319 1,48 0,522 1,04 1,7 7 0,71 |
14 6,3 2,48 1,16 1,03 1,44 0,428 20,8 12,9 11,8 8,1 3,42 0,29 1,3 0,466 0,9 1,35 4,77 0,64 |
9,2 4,6 2 0,98 0,87 1,24 0,386 12,8 9,46 8,4 5,9 2,8 0,27 -- 0,42 0,79 1,11 3,43 0,57 |
5,44 3,4 1,63 0,91 0,74 1,09 0,35 9 7,5 6,7 4,6 2,4 0,25 -- 0,381 0,7 0,92 2,56 0,52 |
3,62 2,16 1,27 0,7 0,57 0,87 0,291 5,3 4,1 3,8 2,8 1,5 0,21 -- 0,319 0,56 0,65 1,59 0.435 |
2,72 1,82 1,15 0,65 0,46 0,7 0,245 -- 2,7 2,5 1,9 1,07 0,19 -- 0,271 0,46 0,5 1,05 0,37 |
2,37 1,71 1,08 0,6 0,38 0,58 0,208 -- 2 1,95 1,45 0,9 0,17 -- 0,231 0,37 0,4 0,78 0,32 |
|
Хлороформ Четыреххлористый углерод Этилацетат Этиловый спирт, 100 % «------------------« 80 % «------------------« 60 % «------------------« 40 % «------------------« 20 % |
0,9 1,9 0,79 2,38 -- -- -- -- |
0,79 1,68 0,67 2,23 -- -- -- -- |
0,7 1,35 0,578 1,78 3,69 5,75 7,14 5,32 |
0,67 1,13 0,507 1,46 2,71 3,77 4,39 3,17 |
0,57 0,97 0,449 1,19 2,01 2,67 2,91 2,18 |
0,51 0,84 0,4 1,0 1,53 1,93 2,02 1,55 |
0,466 0,74 0,36 0,825 1,2 1,45 1,48 1,16 |
0,426 0,65 0,326 0,701 0,97 1,13 1,13 0,91 |
0,39 0,59 0,297 0,591 0,79 0,9 0,89 0,74 |
0,33 0,472 0,248 0,435 0,57 0,6 0,6 0,51 |
0,29 0,387 0,21 0,326 0,52 0,45 0,44 0,38 |
0,26 0,323 0,178 0,248 0,43 0,34 0,34 0,3 |
Приложение А5
Рисунок А5 - Номограмма для определения динамического коэффициента вязкости жидкостей при различных температурах
Жидкость |
№точки |
Жидкость |
№точки |
|
Амиловый спирт |
17 |
Пентан |
38 |
|
Аммиак |
39 |
Ртуть |
15 |
|
Анилин |
8 |
Серная кислота, 111% |
2 |
|
Ацетон |
34 |
Серная кислота, 98% |
3 |
|
Бензол |
25 |
Серная кислота, 60% |
6 |
|
Бутиловый спирт |
11 |
Сернистый ангидрид |
35 |
|
Вода |
20 |
Сероуглерод |
33 |
|
Гексан |
36 |
Терпентин |
16 |
|
Гептан |
31 |
Толуол |
27 |
|
Глицерин, 100% |
1 |
Уксусная кислота, 100% |
18 |
|
Глицерин, 50% |
7 |
Уксусная кислота, 70% |
12 |
|
Двуокись углерода |
40 |
Фенол |
5 |
|
Диэтиловый эфир |
37 |
Хлорбензол |
22 |
|
Метилацетат |
32 |
Хлороформ |
29 |
|
Метиловый спирт, 100% |
26 |
Четыреххлористый углерод |
21 |
|
Метиловый спирт, 90% |
24 |
Этилацетат |
30 |
|
Метиловый спирт, 30% |
13 |
Этиленгликоль |
4 |
|
Нафталин |
9 |
Этиленхлорид |
23 |
|
Нитробензол |
14 |
Этиловый спирт, 100% |
19 |
|
Октан |
28 |
Этиловый спирт, 49% |
10 |
Приложение А6
1 - O2; 2 - NO; 3 - CO2; 4 - HCl; 5 - воздух; 6 - N2; 7 - SO2; 8 - CH4; 9 - H2O; 10 - NH3; 11 - C2H6; 12 - H2; 13 - C6H6; 14 - 9H2 + N2; 16 - CO; 17 - Cl2
Пересчет в СИ: 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101325 Па
Рисунок А6 - Номограмма для определения динамического коэффициента вязкости газов при p = 1 атм
Приложение А7
Таблица А7.1 - Коэффициенты диффузии газов и паров в воздухе (при нормальных условиях)
Газ |
D0· 106, м2/с |
D0, м2/ч |
|
Азот Аммиак Бензол Водород Водяной пар Диоксид серы Диоксид углерода Диэтиловый эфир Кислород Метиловый спирт Серный ангидрид Серолуглерод Хлористый водород Этиловый спирт |
13,2 17,0 7,7 61,1 21,9 10,3 13,8 7,8 17,8 13,3 9,4 8,9 13,0 10,2 |
0,0175 0,0612 0,0277 0,22 0,079 0,037 0,0497 0,028 0,064 0,0478 0,034 0,0321 0,0467 0,0367 |
Примечание: При других температурах и давлениях
Таблица А7.2 - Коэффициенты диффузии газов в воде при 20 0С
Газ |
D 109, м2/с |
D·106, м2/ч |
|
Азот Аммиак Водород Диоксид углерода, оксид азота Кислород Хлор, сероводород Хлористый водород (при 120С) |
1,9 1,8 5,3 1,8 2,1 1,6 2,3 |
6,9 6,6 19,1 6,4 7,5 5,8 8,3 |
Примечание: При других температурах
Приложение А8
Таблица А8.1 - Атомные и мольные объемы некоторых элементов
Атомный объем, см3/атом |
Мольный объем, см3/моль |
|||
В C Cl H N в первичных аминах N во вторичных аминах N с двумя насыщенными связями О с двумя насыщенными связями О в альдегидах и кетонах О в сложных эфирах О в простых эфирах О в высших простых и сложных эфирах О в кислотах О в соединениях с S, P, N S |
27,0 14,8 24,6 3,7 10,5 12,0 15,6 7,4 7,4 9,1 9,9 11,0 12,0 8,3 25,6 |
I H2 O2 N2 Воздух CO CO2 SO2 NO N2O NH3 H2O H2S CS2 Cl2 Br2 I2 |
37,0 14,3 25,6 31,2 29,9 30,7 24,0 44,8 23,6 36,4 25,8 18,9 32,9 51,5 48,4 53,2 71,5 |
Структурные постоянные
Бензольное кольцо |
15 |
|
Нафталиновое кольцо |
30 |
|
Антраценовое кольцо |
47,5 |
Примечание. При расчете мольного объема химического соединения величину соответствующей структурной постоянной надо прибавить к сумме атомных объемов
Приложение А9
Таблица А9.1 - Поверхностное натяжение жидких веществ и водных растворов в зависимости от температуры
Вещество |
Поверхностное натяжение 103 Н/м |
||||||||
-200С |
00С |
200С |
400С |
600С |
800С |
1000С |
1200С |
||
Азотная кислота, 100% « « 50% Аммиак жидкий Аммиачная вода, 25% Анилин Ацетон Бензол Бутиловый спирт Вода Гексан Глицерин, 50% Диоксид серы (жидк.) Диэтиловый эфир Дихлорэтан Изопропиловый спирт Кальций хлористый, 25% раствор Метиловый спирт, 100% Муравьиная кислота Натр едкий, 50% раствор « « 40% « « « 30% « « « 20% « « « 10% « Натрий хлористый, 20% раствор Нитробензол Октан Серная кислота, 98% « « 92% « « 75% « « 60% Сероуглерод Соляная кислота, 30% Толуол Уксусная кислота, 100% « « 50% Фенол (расплавленный) Хлорбензол Хлороформ Четыреххлористый углерод Этилацетат Этиловый спирт, 100% « « 80% « « 60% « « 40% « « 20% |
48,3 - 38 - - 28,7 - 28 - 22,6 - 31 22 37,8 24,7 89,4 26,6 - - - - - - - - 25,8 - 63 74,1 77,3 38,3 - 33 - - - 38,4 32,8 31 29,5 25,7 - - - - |
44,8 68,2 27 65,7 - 26,2 31,7 26,2 75,6 20,5 72,4 26,8 19,5 35 23,2 86,6 24,5 39,8 - - - - - 82,6 46,4 23,8 55,9 61,9 73,6 76,7 35,3 72,6 30,7 29,7 43 43,1 36 30 29,5 26,9 24 26 28 32 40 |
41,4 65,4 21,2 62,9 42,9 23,7 29 24,6 72,8 18,4 69,6 22,7 17 32,2 21,7 83,8 22,6 37,6 130 108 97 85,8 77,3 79,8 43,9 21,8 55,1 60,9 73,1 76,1 32,3 69,8 28,5 27,8 40 40,9 33,6 27,2 26,9 24,3 22,3 25 27 30 38 |
38,2 62,2 16,8 59,7 40,6 21,2 26,3 22,9 69,6 16,3 66,4 18,8 14,6 29,5 20,1 80,6 20,9 35,5 130 108 96,4 85 76,1 76,6 41,4 19,8 54,3 60,9 72,6 75,4 29,4 66,6 26,2 25,8 37 38,8 31,1 24,4 24,5 21,7 20,6 23 25 28 36 |
35,2 58,8 12,8 56,3 38,3 18,6 23,7 21,2 66,2 14,2 63 14,8 12,4 26,7 18,5 77,2 19,3 33,3 129 107 95,8 84,7 75 73,2 39 17,9 53,7 60,3 72,1 74,5 26,5 63,2 23,8 23,8 33 36,6 28,8 21,7 22 19,2 19 21 23 26 33 |
32,4 55,2 - 52,7 36 16,2 21,3 19,5 62,6 12,1 59,4 - 10,2 24 17 73,6 17,6 31,2 129 107 95,3 83,2 73 69,6 36,7 15,9 53,1 59,7 71,6 73,6 23,6 59,6 21,5 21,8 30 34,4 26,5 19 19,6 16,8 17,3 20 22 24 31 |
29,8 51,5 - 49 33,7 13,8 18,8 17,8 58,9 10 55,7 - 8 21,3 15,5 69,9 15,7 29 128 106 94,4 81,3 70,7 65,9 34,4 13,9 52,5 59,1 71,1 72,7 20,7 55,9 19,4 19,8 27 32,2 24,1 16,3 17,3 14,4 15,5 18 20 22 29 |
27,4 47,5 - 45 31,4 11,4 16,4 16 54,9 79 51,7 - 6,1 18,6 14 65,9 13,6 26,8 128 106 93,6 79,6 69 61,9 32,2 11,9 51,9 58,5 70,6 71,8 17,8 51,9 17,3 18 24 30 21,8 13,6 15,1 12,1 13,4 16 18 19 27 |
Приложение А10
Рисунок А10 - Колонна абсорбирующая Д = 1000 мм. Чертеж общего вида
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Материальный баланс абсорбера. Расчет равновесных и рабочих концентраций, построение рабочей и равновесной линий процесса абсорбции на диаграмме. Определение скорости газа и высоты насадочного абсорбера. Вычисление гидравлического сопротивления насадки.
курсовая работа [215,8 K], добавлен 11.11.2013Материальный баланс процесса абсорбции. Расчёт движущей силы процесса абсорбции. Средняя логарифмическая разность концентраций. Расчёт диаметра абсорбера. Вязкость абсорбтива при нормальных условиях и константа Саттерленда. Расчёт высоты колонны.
курсовая работа [439,4 K], добавлен 15.10.2015Сущность процесса ректификации с диффузионным процессом разделения жидких и газовых смесей. Расчет ректификационной установки, особенности процесса абсорбции. Подбор насоса и штуцеров для ввода сырья в колонну. Расчет материального баланса абсорбера.
курсовая работа [358,9 K], добавлен 17.11.2013Равновесная зависимость системы газ-жидкость. Уравнение математического баланса. Программа для расчета насадочного абсорбера. Расчет удерживающей способности насадки. Изменение гидравлического сопротивления и скорости изменения расхода жидкости.
контрольная работа [59,2 K], добавлен 31.01.2009Составление материального баланса и определение расхода воды. Определение диаметра абсорбера, плотности орошения и активной поверхности насадки, высоты абсорбера по числу единиц переноса. Критерий Прандтля для воды. Скорость воздуха в трубопроводе.
курсовая работа [263,9 K], добавлен 01.04.2013Физико-химические основы процесса абсорбции. Описание технологической схемы сульфатного отделения. Выбор и конструкция основного аппарата для производства сульфата аммония. Материальный и тепловой балансы абсорберов и сборников, расчет испарителя.
курсовая работа [551,4 K], добавлен 04.01.2015Обоснование и расчет аппарата, применяемого для абсорбции аммиака - насадочного абсорбера с насадкой (керамические кольца Рашига). Осуществление подбора вспомогательного оборудования: теплообменника-рекуператора, центробежных насосов и вентилятора.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 09.03.2015Материальный расчет абсорбера, плотность и массовый расход газовой смеси на входе в аппарат, расход распределяемого компонента и инертного вещества. Определение диаметра, высоты абсобера, характеристика стандартной тарелки. Гидравлический расчет колонны.
курсовая работа [105,2 K], добавлен 06.05.2010Материальный баланс и расход абсорбента. Определение коэффициента диффузии ацетона в воде. Поверхность массопередачи, формула для её расчета. Определение геометрических параметров абсорбера с помощью уравнения массопередач и через высоту единиц переноса.
курсовая работа [612,3 K], добавлен 05.11.2012Характеристика процесса ректификации. Технологическая схема ректификационной установки для разделения смеси гексан-толуол. Материальный баланс колонны. Гидравлический расчет тарелок. Определение числа тарелок и высоты колонны. Тепловой расчет установки.
курсовая работа [480,1 K], добавлен 17.12.2014