Задание на проектирование

Рассчитать насадочный абсорбер для улавливания аммиака из газовой смеси водой.

Исходные данные:

– количество газовой смеси, поступающей на установку V = 45000 м³/ч (12,5 м³/с);

– температура газовой смеси t = 450 °С;

– начальная объемная концентрация аммиака в газовой фазе у_н = 12 %;

– степень извлечения ε = 95 % ;

– начальная массовая концентрация аммиака в воде %;

– степень насыщения воды аммиаком η = 0,75;

– начальная температура воды, поступающей в абсорбер, t = 15 °С;

– начальная температура охлаждающей воды t = 15 °С;

– абсорбер работает под атмосферным давлением;

– в установке предусмотреть (рассчитать и подобрать) насос для подачи воды в абсорбер, холодильник для охлаждения газа и газодувку для подачи газовой смеси в абсорбер.

Материальный баланс.

Количество аммиака переходящего из газовой смеси в поглотитель -воду, определяют из уравнения материального баланса.

Начальные относительные массовые составы газовой и жидкой фаз определяются по формуле .

кг/кг воды;

кг/кг воздуха.

Концентрация аммиака в газовой смеси на выходе из абсорбера (формула ):

кг/кг воздуха.

Конечную рабочую концентрацию аммиака в жидкости на выходе из абсорбера определяют по формуле . Для определения равновесной концентрации аммиака и построении линии равновесия выполняем расчет в такой последовательности. Задаваясь рядом значений – конечных концентраций аммиака в жидкости, вытекающей из абсорбера, рассчитываем температуру жидкости (формула ) и соответствующие величины ψ [1; 2]. Далее пересчитываем относительные массовые концентрации в мольные доли х и по уравнению находим значения p* и определяем * по формуле :

,

где 17 и 29 – мольные массы NН₃ и воздуха, кг/кмоль.

Результаты расчета сведены в табл. 1.2

Таблица 1.2

Результаты расчета

, кг/кг	0,002	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
	0,002	0,005	0,01	0,02	0,029	0,0385	0,0476	0,057
	0,0021	0,0053	0,01	0,02	0,031	0,0406	0,05	0,06
,ºC		16,5		23,9	28,8	33,8	38,5	43,7
, мм рт. ст.
, мм рт. ст.	1,05	2,66	6,05	14,8	29,3	48,6	71,5	107,2
, кг/кг	0,0008	0,002	0,0047	0,012	0,023	0,04	0,06	0,097

При парциальном давлении NН₃ в поступающем газе кПа равновесная концентрация NН₃ в жидкости, вытекающей из абсорбера, составит кг/кг. При степени насыщения воды аммиаком η = 0,75 конечная концентрация аммиака в жидкости равна (формула ):

кг/кг воды

Принимаем, что газовая смесь, поступающая на установку из колонны синтеза, перед подачей в колонну охлаждается в холодильнике до t = 20 °С. В этом случае объем газовой смеси, поступающей в абсорбер, равен:

м³/с.

Количество аммиака, поступающего в колонну:

, кг/м³,

где 0,717 – плотность аммиака при 20 °С, кг/м³.

Количество воздуха, поступающего в колонну:

кг/с,

где 1,2 – плотность воздуха при 20 °С, кг/м³.

Плотность газа, поступающего на абсорбцию (при 20 °С):

кг/м³.

Количество поглощенного аммиака:

кг/с.

Расход воды в абсорбер:

кг/с (0,0104 м³/с).

Поиск по сайту: