Вузол підготовки сировини

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

?/с регенеруючого агенту з температурою 300 оС, становить 15,8 години [9].

По ізотермі адсорбції рис. 6.1 при Y1=0,0000105 кг/кг сировини [див. розділ №3], рівноважна концентрація сірковмісних сполук і вологи в адсорбенті буде Х*=0,024 кг/кг адсорбенту [9]. Приймаємо насичення начального перерізу шару Хн=0,98Х*=0,980,024=0,02352 кг/кг адсорбенту.

Визначаємо тривалість насищення шару адсорбенту висотою 1 м по рівнянню (коефіцієнт поглинальної дії):

 

k== 581843.33 с/м (6.6)

 

Знаходимо час , на протязі якого насичується початковий переріз шару. Використовуючи формулу:

 

, (6.7)

 

де К коефіцієнт масопередачі, кг/м2скг/кг;

f питома поверхня адсорбенту, м2/м3.

Інтеграл правої частини рівняння (6.7) визначається графічно і представляє собою

площу, обмежену кривою , абсцисою ХН і крайніми ординатам.

Для рішення інтегралу приймемо ряд похідних значень Х (менше Хн=0,02352 кг/кг адсорбенту).По ізотермі адсорбції рис. 6.1 визначаємо значення точок рівноважної концентрації , які відповідають кожній величині Х, і будуємо графік залежності від Х на основі отриманих даних, приведених в таблиці 6.1:

 

Таблиця 6.1

Точки рівноважної концентрації

Х, кг/кгY*105, кг/кгY1105, кг/кг(Y1 Y*)1051/(Y1 Y*)10-5000,001050,00105952,380,004520,00010920,001050,00094081062,920,009520,00022470,001050,00082531211,680,013520,00031710,001050,00073291364,440,018520,00043260,001050,00061741619,690,023520,0009450,001050,0001059523,80

Рис. 6.1 Ізотерма адсорбції

 

Площа обмежена кривою, віссю абсцис і крайніми ординатами, проведеними (див рис. 6.2), складає 405,7 см2. Враховуючи масштаб будування графіка:

 

.

 

Рис 6.2 Графік залежності від Х

 

Тепер визначимо коефіцієнт масопередачі від сировинної суміші до адсорбенту при температурі 80 оС, оскільки саме при цій температурі буде працювати адсорбер [див. розділ 1], по формулі:

 

(6.8)

 

Визначимо еквівалентний діаметр шару адсорбенту:

 

(6.9)

 

Масова швидкість сировинної суміші складає:

 

(6.10)

 

де густина сировинної суміші, кг/м3 [див. розділ 3]

Визначаємо критерій Рейнольдса:

 

(6.11)

 

де вязкість сировинної суміші (1,6910-3Пас) [12].

Коефіцієнт дифузії сірковмісних сполук при 0 оС складає:

Визначимо коефіцієнт дифузії сировинної суміші при тиску Р=1,25 МПа:

 

(6.12)

 

Знаходимо значення дифузійного критерію Прандтля:

 

(6.13)

 

В відповідності знайдемо дифузійний критерій Nu:

 

 

звідки,

 

 

або

.

Час по рівнянню (6.7):

 

 

Висота одиниці переносу складає

 

.

 

Визначимо число одиниць переносу графічним методом, допускаючи концентрацію сірковмісних сполук в кінці шару Хс=0,001 кг/кг адсорбенту.

Визначаємо значення в границі зміни Х від Хн=0,02352 кг/кг адсорбенту до Хс=0,001 кг/кг адсорбенту (табл. 6.2).

Методом графічного інтегрування визначаємо за рис. 6.3 число одиниць переносу.

 

Таблиця 6.2

До розрахунку

XX*X*-X0,0010,00250,0015666,660,0050,01650,011586,950,0090,01890,0099101,010,0170,02460,0076131,580,0210,02520,0042238,090,02350,02450,0011000

Рис. 6.3 Графік залежності від Х

 

Число одиниць переносу становить: n=5,1.

Знаходимо висоту Но шару адсорбенту, який працює до моменту :

 

(6.14)

 

Визначаємо тривалість адсорбції при умові, що висота шару адсорберу буде становити 2,1м:

 

? = ?0 + ? (? - ?0)=109,2+315538,12•(2,1-0,0765)=635223с

 

або 7 діб і 9 годин

Розрахуємо обєм адсорбенту:

 

.

 

Час десорбції буде становити:

? доп =15,8•3,2=50,56 години або 2 доби та 2 години

Отже, умова виконалась.

Втрату напору розраховують по формулі:

 

; (6.15)

 

де ? порозність шару;

и лінійна швидкість руху потоку, який фільтрується через шар адсорбенту, м/с;

? динамічна вязкість, Па?с;

d середній діаметр зерен адсорбенту, дорівнює 0,004 м;

? густина рідини, кг/м3;

g прискорення сили тяжіння, кг/с2.

Середній діаметр часток адсорбенту становить d = 4?10-3м.

Таким чином

?Р = Н? 1874,4 = 2,1 1874,4= 3,9 кПа.

Таким чином, втрата напору адсорбенту не значна.. Тому до проектування приймаємо реактор циліндричної форми з висотою і діаметром 2,1 та 1,4 м відповідно по ГОСТ 9617-67.

 

7. Конструктивний розрахунок адсорбера блоку підготовки сировини установки ізомеризації

 

7.1.1 Розрахунок корпуса апарата на міцність

Розрахунок проведений за ДСТ 14249-80 Посудини й апарати. Норми й методи розрахунку на міцність.

 

7.2.1.1 Визначення товщини оболонки корпуса

 

, (7.1)

 

де:

=1 - коефіцієнт міцності звареного шва;

 

=137 МПа

 

допустима напруга для сталі 12 ХМ при температурі 3500С;

С=3 мм збільшення до розрахункової товщини оболонки для компенсації корозії;

С1=0 - додаткове збільшення до розрахункової товщини стінки. Приймаємо товщину стінки оболонки з урахуванням негативного відхилення в сортаменті на листову сталь за ДСТ -74 S=6 мм.

7.2.1.2 Визначення товщини стінки еліптичного днища

 

(7.2)

 

де:

R- радіус кривизни у вершині днища (для стандартних еліптичних днищ R=D).

Приймаємо товщину днища з урахуванням утоненя листа при штамповці S1=6 мм.

 

7.2.2 Розрахунок зміцнення отворів

Розрахунок проведений по ДСТ 26-2045-77 Посудини й апарати норми й методи розрахунку зміцнень отворів.

 

7.2.2.1 Найбільший припустимий діаметр

Найбільший припустимий діаметр, що, оди?/p>