Насадочная абсорбционная колонна
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ы с загрязненными газами, легкость осмотра, очистки и ремонта. Недостатки этих аппаратов: невысокая эффективность, значительный расход энергии на распыливание жидкости; трудность работы с загрязненными жидкостями, необходимость подачи больших количеств абсорбента для увеличения количества капель и соответственно - поверхности контакта фаз, низкие допустимые скорости газа.
Значительно более эффективными аппаратами являются прямоточные распыливающие абсорберы, в которых распыленная жидкость захватывается и уносится газовым потоком, движущимся с большой скоростью, а затем отделяется от газа в сепарационной камере.
Из различных видов аппаратов в настоящее время наиболее распространены насадочные и барботажные абсорберы [2].
2. Выбор конструкции аппарата
При выборе типа абсорбера нужно исходить из физико-химических условий процесса с учетом технико-экономических факторов.
Из предыдущей главы видно, что наиболее оптимальным вариантом является использование насадочного или тарельчатого абсорбера, так как они менее громоздки, наиболее эффективны и имеют меньшее гидравлическое сопротивление, чем поверхностные и распыливающие[2].
На основании обзора литературы [1, 2, 3, 4, 9, 10] делаем выбор в пользу насадочного абсорбера, поскольку по сравнению с тарелочным он имеет довольно простую конструкцию, но при этом высокую эффективность процесса. Кроме того, в насадочном абсорбере не сложно защитить корпус, поэтому он может работать в агрессивных средах, есть возможность осуществить противоток в одной ступени, изменять нагрузки по газу и жидкости в широком интервале, и низкое гидравлическое сопротивление.
3. Физико-химические характеристики продуктов
Основные физико-химические характеристики аммиака, воздуха и воды при нормальных условиях приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Физико-химические характеристики продуктов.
Параметры веществАммиакВодаВоздухПлотность, кг/м30,7710001,293Вязкость, Па*с9,18*10-61*10-317,3*10-3Молярная масса171829Поверхностное натяжение, Н/м-75,6*10-3-Средняя теплоемкость, кДж/(кгК)2,14,191Коэффициент теплопроводности 0,02090,54660,0244Температура кипения, оС-33,4100-195
4. Выбор конструкционного материала
При изготовлении аппаратов к конструкционным материалам предъявляются следующие требования:
Достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала в агрессивной среде с заданными концентрацией, температурой и давлением, при которых осуществляется технологический процесс, а также стойкость против других возможных видов коррозионного разрушения (межкристаллитная коррозия, электрохимическая коррозия сопряжённых металлов в электролитах, коррозия под напряжением и др.);
Достаточная механическая прочность при заданных давлении и температуре технологического процесса, с учётом специфических требований, предъявляемых при испытании аппаратов на прочность, герметичность и т. п. и в эксплуатационных условиях при действии на аппараты различного рода дополнительных нагрузок (ветровая нагрузка, прогиб от собственного веса и т. д.);
Наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений и коррозионной стойкости их в агрессивной среде, обрабатываться резанием, давлением, подвергаться сгибу и т. п.;
Низкая стоимость материала, не дефицитность и освоенность её промышленностью. Необходимо стремиться применять двухслойные стали, неметаллические материалы, стали с покрытиями из неметаллических материалов.
В качестве материала для изготовления корпуса, штуцеров, трубопроводов контактирующих со смесью, выбираем сталь марки ВСт.3.[5].
5. Описание технологической схемы
Исходная парогазовая смесь по линии 29 подается в холодильник газа ХГ, где предварительно охлаждается водой. Охлажденная аммиачно-воздушная смесь по линии 29 поступает в нижний боковой патрубок абсорбера А, где равномерно распределяется по сечению колонны и поступает на контактные элементы (насадку). Вода (абсорбент) подается центробежным насосом по линии 38 в верхнюю часть абсорбера и равномерно орошает насадку по всей площади сечения.
В колонне осуществляется противоточное взаимодействие газа и жидкости. В результате их контакта происходит процесс абсорбции. Очищенный газ выходит из колонны в атмосферу. Регенерация абсорбента осуществляется ректификацией. Для проведения этого процесса аммиачная вода по линии 36 насосом Н1 подается в конденсатор К, где нагревается парами аммиака, идущими из ректификационной колонны КР. Аммиачная вода подогревается в подогревателе П1 за счет тепла кубового остатка ректификационной колонны. Из подогревателя по линии 36 аммиачная вода поступает в подогреватель П2, и нагревается за счет тепла пара. Нагретая аммиачная вода поступает в верхнюю часть ректификационной колонны, где происходит процесс ректификации. В результате в верхней части колонны оказываются чистые пары аммиака, а в нижней части - вода. Пары аммиака по линии 37 подаются в конденсатор К, где отдают тепло аммиачной воде. Далее сконденсированный аммиак охлаждается водой в холодильнике Х и поступает в емкость Е2, откуда насосом Н4 перекачивается на склад. Очищенная вода из кубовой части колонны по линии 38 подается насосом Н3 в оросительный холодильник ХО, где охлаждается оборотной водой, после чего подается в емкость Е1. Из емкости Е1 насосом Н2 очищенная вода по линии 38 подается в верхнюю