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>