Өндірісте абсорбциялық процестердің пайдалануы

Аннотация ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Мазмұны ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Нормативтік сілтемелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Негізгі шартты мәндер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Индекстер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Абсорбция қондырғысының технологиялық схемасы ... ... ... ... ... ... .
Негізгі аппараттың технологиялық есептеулері ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Материалдық балансты құру және судың шығымын анықтау ... ... ...
Тасымалдардың бірлік санына байланысты абсорбердің биіктігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Масса берудің қозғаушы күшін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Газдың жылдамдығы мен абсорбердің диаметрін есептеу ... ... ... ... ...
Суландыру тығыздығы мен саптаманың активті бетін есептеу ... ... ...
Масса беру коэффициентін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Массаберу беті мен абсорбер биіктігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Абсорбердің гидравликалық кедергісін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Колонналы аппараттың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Өндірісте абсорбциялық процестердің пайдалануаясы өте кең: газды сұйықпен сіңіру арқылы дайын өнімді алу; газды қоспаны компоненттерге бөлу; газдарды зиянды қоспалардан тазарту; газды қалдықтардан бағалы компоненттерді бөліп алу.
Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуі абсорбция деп аталады. Сіңірілетін газды абсорбтив, ал сіңіргіш сұйықты абсорбент деп атайды.
Физикалық абсорбцияда абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспейді. Егер абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспесе, ондай процесті хемосорбция деп атаймыз.
Физикалық абсорбция көбінесе қайтымды процесс, яғни сіңірілген газды ерітіндіден ажырату мүмкін. Мұндай абсорбцияға кері процесс – десорбция деп аталады.

Ақбердиев Ә., Молдабеков Ш.М. Химиялық технологияның негізгі процестері мен аппараттары, І бөлім, Алматы, РБК, 1993 – 260 б.
Ақбердиев Ә., Молдабеков Ш.М. Химиялық технологияның негізгі процестері мен аппараттары, ІІ бөлім, Алматы, РБК, 1993 – 260 б.
Основныепроцессы и аппараты химической технологии. Пособие дляпроектирования. / Под. ред. Ю.М. Дытнерского – М.: Химия, 1991 – 496 с.
Машины и аппараты химических производств. / Под. ред. И.И. Чернобыльского – М.: Машиностроение, 1975 – 454 с.
Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. – 654 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. –Л.: Химия, 1976. – 552с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд, 9-е, М.: Химия. 1973. – 750 с.
Перри Дж. Справочник инженера – химика: Пер. с англ. Т.1., М.; Химия, 1969.– 940с.
Касаткин А.Г., Плановский А.Н., Чехов О.С. Расчет тарельчатых ректификационных и абсорбционных аппаратов. – М.: Стандарт-гиз. 1961,– 81с.
Коган В.В., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкости и паром. Кн. 1-2.М. –Л: Наука, 1966. – 640с.
Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты, Изд. 3-е. – М.: Химия, 1978. – 280с.
Кафаров В.В., Дытнерский Ю.И. ВПХ. //1957. Т.30 № 8. С. 1968 - 1972.
Справочник химика. Т.1. М. –Л.: Госхимиздат, 1963. – 1071с.
Cornell D., Knapp W.G., et al. // Chem. Eng/ Progr. 56, 1960, N 7.P. -68; N 8.P.
Колонные аппараты. Каталог.Изд. 2-е. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. – 31 с.
Александров И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных систем. М.: Химия, 1975. – 320 с.
Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техника, 1970. – 208с.
Мартюшин С.И., Карцев Е.В., Ковалев Ю.Н. Методические указания. К расчету ректификационных колонн для разделения бинарных смесей с применением ЭВМ. –М., МХТИ им. Д.И.Менделеева. 1984. -38 с.
Альперт Л.З. Основы проектирования химических установок. –М.: Высшая школа. 1976. – 272 с.
Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. – Л.: Машиностроение, 1970. – 752 с.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:

Аннотация

Курстық жобада үздіксіз абсорбциялық қондырғы есептелген. Негізгі аппаратта көрсетілген насадкалы абсорбцияалық қондырғының өлшеулері есептелінген. Жеке тапсырма ретінде дефлегматордың есептемесі жасалынған графикалық бөлім екі парақ сызбадан тұрады:
1. Технологиялық сызба
2. Негізгі аппараттық - насадкалы абсорбциялық қондырғының сызбасы.
Насадка ретінде болаттан жасалған ретсіз Рашиг сақинасы алынды.

Мазмұны

бет

Аннотация ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Мазмұны ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Нормативтік сілтемелер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Негізгі шартты мәндер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Индекстер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.
Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.
Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2.
Абсорбция қондырғысының технологиялық схемасы ... ... ... ... ... ... .
2.3.
Негізгі аппараттың технологиялық есептеулері ... ... ... ... ... ... ... ... ...

2.3.1.
Материалдық балансты құру және судың шығымын анықтау ... ... ...

2.3.2.
Тасымалдардың бірлік санына байланысты абсорбердің биіктігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

2.3.3.
Масса берудің қозғаушы күшін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

2.3.4.
Газдың жылдамдығы мен абсорбердің диаметрін есептеу ... ... ... ... ...

2.3.5.
Суландыру тығыздығы мен саптаманың активті бетін есептеу ... ... ...

2.3.6.
Масса беру коэффициентін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

2.3.7.
Массаберу беті мен абсорбер биіктігін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

2.3.8.
Абсорбердің гидравликалық кедергісін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

2.4.
Колонналы аппараттың құрылысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..

Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

Нормативтік сілтемелер

Осы курстық жұмыста келесі стандарттарға сілтемелер қолданылған:
ГОСТ 12.2.003-74 Өндірістік жабдықтар. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары
ОСТ 26-291-79Дәнекерленген болатты аппараттар мен ыдыстар
ГОСТ 3632-72 Колонна бөлшектері үшін материалды таңдау
ГОСТ 380-71Колонна бөлшектеріне крепеж таңдау
ГОСТ 481-71 Төсемелер материалын таңдау
ГОСТ12.1.003 - 83 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Шу. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары
ГОСТ 12.1.005 - 88 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Жұмыс аймағы ауасына қойылатын жалпы санитарла-гигиеналық талаптар
ГОСТ 12.1.012 - 90 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Вибрациялы қауіпсіздік. Жалпы талаптар
ГОСТ 12.1.019 - 79 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Электр қауіпсіздігі. Жалпы талаптар
ГОСТ 12.2.003 - 91 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Өндірістік жабдықтар. Қауіпсіздіктің жалпы талаптары
ГОСТ 12.4.012 - 83 Еңбек қауіпсіздігі стандарттарының жүйесі. Вибрация. Жұмыс орындарындағы дірілді өлшеу және бақылау құралы. Техникалық талаптар

Негізгі шартты мәндер:

а - меншікті жанасу беті, м2м3;
D - диффузия коэффициенті, м2с;
d - диаметр, м;
F - массаберу беті, м2;
G - инертті газдың шығыны, кгс;
g - еркін түсу үдеуі, мс2;
H, h - биіктік, м;
К - масса өту коэффициенті;
L - абсорбент шығыны, кгс;
М - уақыт бірлігінде масса беру беті арқылы өтетін заттың массасы, кгс;
МSO2 - күкірт диоксидінің мольдік массасы, кгкмоль;
m - таралу коэффициенті;
N - таралу сатысының теориялық саны;
Р - қысым, МПа;
T - температура, К;
U - суландыру тығыздығы, м[3](м·с);
ω - будың жылдамдығы, мс;
х - сұйық концентрациясы;
у - газдың концентрациясы;
∆ср - сұйық фазадағы абсорбцияның орташа қозғалу күші, кгкг;
∆ср - газды фазадағы абсорбцияның орташа қозғалу күші, кгкг;
β - масса беру коэффициенті;
ε - насадканың бос көлемі, м[3]м[3];
λ - жиынтық коэффициенті;
μ - динамикалық тұтқырлық, Па·с;
ξ - кедергі коэффициенті;
ρ - тығыздық, кгм[3];
σ - меншікті керілу беті, Нм;
ψ - сұйықтану коэффициенті;
Re - Рейнольдс ұқсастық саны;
Fr - Фруд ұқсастық саны;
Гс - гидравликалық кедергінің ұқсастық саны;
Nu[] - Нуссельттің диффузиялық ұқсастық саны;
Pr[] - Прандтлдің диффузиялық ұқсастық саны.

Индекстер:

c - соңғыпараметр;
б - бастапқы параметр;
x - сұйық фаза;
у - газды фаза;
орт - орташа шама;
0 - қалыпты шарт;
в - су;
* - тепе-теңдік құрам.
Анықтамалар

1. Абсорбциялық процесстерді жүзеге асыратын аппарттарды - абсорберлер деп атайды.
2. Сіңірілетін газды абсорбтив, ал сіңіргіш сұйықты абсорбент деп атайды.
3. Егер абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспесе, ондай процесті хемосорбция деп атаймыз.
4. Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуі абсорбция деп аталады.
5. Физикалық абсорбция көбінесе қайтымды процесс, яғни сіңірілген газды ерітіндіден ажырату мүмкін. Мұндай абсорбцияға кері процесс - десорбция деп аталады.

Кіріспе
Өндірісте абсорбциялық процестердің пайдалануаясы өте кең: газды сұйықпен сіңіру арқылы дайын өнімді алу; газды қоспаны компоненттерге бөлу; газдарды зиянды қоспалардан тазарту; газды қалдықтардан бағалы компоненттерді бөліп алу.
Газдар немесе булар мен газдар қоспаларынан бір немесе бірнеше құрастырушылардың сіңіргіш сұйықтармен сіңірілуі абсорбция деп аталады. Сіңірілетін газды абсорбтив, ал сіңіргіш сұйықты абсорбент деп атайды.
Физикалық абсорбцияда абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспейді. Егер абсорбтив абсорбентпен химиялық әрекеттеспесе, ондай процесті хемосорбция деп атаймыз.
Физикалық абсорбция көбінесе қайтымды процесс, яғни сіңірілген газды ерітіндіден ажырату мүмкін. Мұндай абсорбцияға кері процесс - десорбция деп аталады.
Абсорбция процесін десорбция процесімен жалғастырып өткізгенде сіңіргіш сұйық көп рет қайталап қолданылады және сіңірілген газ таза күйінде бөлініп алынады. Көптеген жағдайларда абсорбент пен абсорбтив арзан және қажет емес өнім болғанда десорбция процесін өткізу қажет болмайды.
Химия өндірісінде абсорбция төмендегі мақсаттарда қолданылады:
1) газ қоспаларынан қымбат бағалы құрастырушыларды (мысалы, крекинг газдарынан немесе метанның пиролизінен ацетиленді; мұнайды өңдеу қондырғыларынан әртүрлі көмірсутегілерін) ажыратып алу үшін;
2) ауаға шығарылатын қалдық газдарды зиянды құрастырушылардан (мысалы, минерал тыңайтқыш өндірісінде фтор қоспаларынан, аммиак синтездегенде азотты сутегі қоспасынан СОжәнеСО2) тазалау үшін;
3) дайын өнімдер (мысалы, SO2, азот оксидтерін және HCl-ды сумен сіңіру арқылы күкірт, азот және тұз қышқылдарын) алу үшін қолданылады.

2. Негізгі бөлім

2.1. Әдеби шолу

Абсорбция - газ және сұйық күйдегі заттардың барлық массасы бойынша басқа заттарға сорылуы.
Абсорбциялық процестер жүретін аппараттар - абсорберлер деп аталады. Басқа да масса беру процестері сияқты абсорбция фаза беттерімен жүреді. Сондықтан абсорберлер сұйықтық пен газ арасында беттік шектесуі керек. Осы беттің түзілуіне байланысты абсорберлерді мына түрлерге бөлінеді:
1) насадкалы;
2) беттік және қабықшалы;
3) барботажды (табақшалы);
4) шашыратпалы.
Төмендекөрсетілген көптеген конструкциялы аппараттар абсорбциядан басқа да масса алмасу процестері үшін пайдаланатылатын атап өту керек. Мысалы, ректификация, экстракция және т.б.

1. Насадкалы абсорберлер

Әр түрлі пішінді қатты денелермен - насадкалармен толтырылған колонналы абсорберлердің құрылымы қарапайым болғандықтан, өндірісте өте кең қолданылады.Насадка ретінде колоннаға ретсіз салынған немесе кварцтың түіршіктері (25: 100мм) де пайдаланылады. Өндірісте биіктігі диаметріне тең жұқа қабырғалы керамикалық сақиналар(Рашиг сақинасы ) қолданылады. Кіші өлшемді (d75мм) насадкалар колоннаға ретсіз салынады. Үлкен өлшемді насадкалар ретті орналастырылады. Ретті салынған насадкалардың ретсіз салынғанға қарағанда артықшылықтары бар: гидравикалық кедергісі аз; газдың жылдамдығы көп. Дегенмен, ретті насадкаларды жақсы сұйықтандыру үшін құрылымдары күрделі сұйық таратушы құрылғылар орнату керек.
Насадкалы колонналарда (сурет 1) насадкалар (1) газ және сұйық өтетін таяныш торларға (2) орнатылады. Колоннаның жоғарғы жағынан арнаулы таратушы (3) арқылы сұйық шашыратылып беріледі де, насадкалы денелердің бетін сұйықтандырып, төмен қарай ағады.

1 - насадка, 2 - таяныш тор, 3 - сұйық тарататын құрылғы, 4 - насадка қабаттары арасындағы сұйықты қайта таратушы.

Сурет 1. Насадкалы абсорбер.

Дегенмен, насадканың барлық биіктігі бойынша колонна қимасындағы сұйық бірдей таралмайды (колонна орталығынан қабырғаға қарай ағады). Осының салдарынан насадкалар беті жақсы сұйықтанбайды.Сондықтан суландыруды жақсарту үшін үлкен диаметрлі насадкалардыбиіктігі 2 - 3м болатын секцияларға бөледі. Әр секцияның (ең төменгісінен басқаларында) астынан сұйықты қайта таратушылар (4) орнатады. Газдың үлкен жылдамдықтарынан насадка көтеріліп кетпес үшін тор қойылады.
Насадкалар меншікті бет (а), еркін көлем немесе кеуектілік (ε) және эквивалентті диаметрмен (dэкв) сипатталады.
Насадкалар тиімді жұмыс істеу үшін олар төмендегі шарттарды қанағаттардыруы қажет:
# көлем бірлігіндегі беті көп
# сұйықпен жақсы сұйықтануы (дымқылдануы)
# газ ағынына гидравликалық кедергісі аз
# сұйықты біркелкі таратуы
# сұйықтың және газдың химиялық әрекетіне берік
# меншікті салмағы аз
# механикалық беріктігі жоғары
# бағасы арзан
Бұл көрсетілген талаптарды толық қанағаттардыратын насадкалар жоқ. Мысалы, меншікті бетті көбейту аппараттың гидравликалық кедергісін арттырады. Өндірісте пішіндері мен өлшемдері әр түрлі насадкалар қолданылады (сурет2). Насадкалар әр түрлі материалдардан (керамика, фарфор, шыны, болат, графит, т.б.) жасалады.

а - ағашты хордалы насадка; б - Рашиг шығыршықтары ретсіз және ретімен; в - Палль сақинасы; г - керамикалық Берль ері; д - Инталокс ері; е - кресті бөгеті бар сақина; ж - спиральді сақина; з - пропеллерлі насадка.

Сурет 2. Насадкалар түрлері.

2. Беттік және қабықшалы абсорберлер.
Беттік абсорберлер. Бұл абсорберлер жақсы ерітілген газдарды бөліп алуға (мысалы, бөлінгіш хлор қосылған сутегіден суды) арналған. Мұндай аппараттарда газ жылжымайтын немесе жай жылжыйтын сұйықтық көмегімен жүреді (сурет3).

Сурет 3.Беттік абсорбер.

Беттік абсорберлерде газ бен сұйықтың жанасу беті аз болғандықтан, бірнеше байланысқан аппараттарды бекітеді, ол аппараттар арқылы газ және сұйық бір-біріне қарама-қарсы жүреді. Сұйықтың абсорберге өздігінен ағуы үшін келесі аппарат бұрынғысынан төен орналасады. Абсорбция процесіндегі жылуды бөліп алу үшін аппараттың ішіне сумен суытылатын ирек құбыр орнатады.
4 - суретте көрсетілген аппарат бірнеше горизонталь құбырлардан төмен қарай сұйық, ал төменнен жоғары қарай газ өтеді. Әр элементтегі сұйық деңгейі бөгеттер (2) арқылы бірқалыпты сақталады. Құбырлардың сыртқы беті суытатын сумен шайылады.

1 - абсорбер элементі, 2 - сұйық асып өтетін бөгеттер.

Сурет 4. Шайылатын абсорбер.

Беттік абсорберлер үлкен және олардың тиімділігі аз, сондықтан кем қолданылады.
Қабықшалы абсорберлер. Бұл аппараттар беттік абсорберге қарағанда эффективті және тұтас болып келеді. Пленкалы абсорберлерде беттік фазалық контакты берілген сұйықтан тұрады. Бұл аппараттарды келесідей типтерге бөледі:
1) құбырлы абсорберлер;
2) тегіс паралельді немесе тімсемді насадка абсорберлер;
3) сұйық қабықша жоғары өрлеп қозғалатын.
Құбырлы абсорбер (сурет 5)тік орналасқан жылу алмастырғышпен сәйкес келеді. Абсорбент құбырлы шарбаққа (1) келіп түседі, құбырларға(2)таралады да, пленка тәрізді зат түзеді. Құбыр саны көп аппараттарда біркелкі берілу мен құбыр арасынан сұйықтың бөлінуі арнайы бөлгіш аппараттарын қолданады. Сұйық пленкаға құбыр арқылы қарама-қарсы газ жылжиды. Құбырлар бойымен жылуды сору үшін су немесе басқада салқындатқыш агенттін жібереді.

1 - құбыр торы, 2 - құбырлар.

Сурет 5. Құбырлы абсорбер.

Тегіс паралельді насадкалы абсорбер. Бұл абсорберлер (сурет6) әр түрлі материалдардан (металл, пластмасса, т.б.) жасалған тік тімсемдерден (1) немесе қатты керілген маталардан құралады. Абсорберлердің жоғарғы жағына тімсемді насадканың екі жағын біркелкі сұйық қабықшасымен қамтамасыз ететін сұйықтандыратын таратушы құрылғы (2) орналастырылған.

1 - тімсемді насадка, 2 - таратушы құрылғы.

Сурет 6.Тегіс паралельді насадкалы абсорбер.

Сұйық қабықша жоғары өрлеп қозғалатын абсорбер. Бұл абсорберлер (сурет7) құбыр торына (2) бекітілген құбырлардан (1) құралған. Газ камерадан (3) құбарлар (1) өсіне сәйкес орналасқан келте құбырлар (4) арқылы шығады.

1 - құбырлар, 2 - құбыр торы, 3 - камера, 4 - газ беруіне арналған түтік, 5 - абсорбенттің берілуіне арналған саңылау.

Сурет 7.Сұйық қабықша өрлеп қозғалатын абсорбер.

Абсорбент құбырларға (1) қуыс (5) арқылы беріледі. Келте құбырдан үлкен жылдамдықта шыққан газ сұйықты қабықша күйінде өзімен бірге ілестіріп әкетеді. Құбырлардан (1) шыққан сұйық жоғары құбыр торының үстіне жиналып, аппараттан шығарылады. Жылуды алып шығу үшін құбырлар арасындағы кеңістікке суытатын сұйық беріледі. Мұндай абсорбер аппараттары 30-40мсек жылдамдықта масса берудің жоғары коэффициентіне иеболады. Сондықтан бұл абсорберлердің гидравликалық кедергісі жоғары болады.

3. Барботажды (табақшалы) абсорберлер
Бұл абсорберлер тік колонна ішіне бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналасқан горизонталь бөгеттер - табақшалардан құралған болады. Табақшалар жәрдемімен фазалардың бағытты қозғалысы нәтижесінде сұйық пен газ көп рет жанасады. Табақшадан табақшаға сұйықтың құйылу тәсіліне байланысты абсорберлер: құйылу құрылғысы бар және құйылу құрылғысы жоқ деп бөлінеді.
Құйылу құрылғысы бар колонналарда сұйықтықтың тарелкадан тарелкаға құйылуы арнайы құрылғы құю түтіктер арқылы орындалады. Түтіктердің төменгі жағы стаканнің ішіне салынған,сондықтан төменорналасқан тарелкаларда гидровликалық,тығырық орын алып газдың өтіп кетуіне жол қоймайды.
Тарелка тәрізді колонналардың жұмыс істеу принципі 8 - суретте көрсетілген. Сұйықтың жоғары тарелкаларға (1) келіп түседі, тарелкадан тарелкаға құйылып (2), газ аппараттың төменгі жағына беріледі, тесіктер арқылы өтіп тарелкаға жетеді. Тарелкада газ көбік тәрізді болады. Осы көбік масса алмасу және жылу алмасудың негізгі ауданы болып табылады. Тарелкадағы құю тесіктері көрші тарелкаларда сұйықтың бір-біріне қарама-қарсы ағатындай етіп орналасқан.

1 - тарелка, 2 - құйылғыш қондырғы.

Сурет 8.Құйылғыш қондырғысы бар тарелкалы колонна.

Құю құрылғысы бар тарелкаларға жатады: тор тесікті, қалпақты, клапанды және пластиналы.

Тор тесікті табақшалар. Торлы тарелкасы бар колонна9 - суретте көрсетілген. Мұндай колонналарда тік цилиндр корпус (1) ішіне көлденең табақшалар (2) орнатылады. Жалпы беттік 2 - 8 мм диаметрмен бұрғыланып тесілген болады.
Сұйықты құю және қадағалау үшін құйылғыш құбыр (3) қажет, ол құбырлардың төменгі жағы стаканға (4) тиелген. Газ тарелка арасынан өтеді де, тарелка бойын газды көпіршік түрінде жаяды. Газдың өте аз жылдамдығы кезінде сұйық тарелканың төменгі жағынан өтеді және масса беру интенсивтілігін төмендетеді. Сондықтан да газ қажетті жылдамдық арқылы жүруі керек және қажетті қысымы болуы шарт. Қажетті қысым сұйықтың тарелкадан жылжып кетуіне және сұйықтың бетті қысымына қарсы тұруы үшін қажет.
Тор тесікті табақшалар қарапайымдылығымен ерекшеленеді және тексеру мен жөндеу оңай. Мұндай тарелкалардың гидравликалық кедергісі төмен болады.

а - колонна құрылымының тәсімі, б - табақша жұмысының тәсімі: 1 - корпус, 2 - табақша, 3 - құйылу құбыры, 4 - стакан.

Сурет 9. Тор тесікті табақшалар.

4. Шашыратпалы абсорберлер
Абсорбердің мұндай түрлеріне фазалар шашыратып берілген сұйықтың өте майда тамшылар бетінде жанасады. Бұл абсорберлер әдетте тік колонналы болады. Жоғарғы жағынан сұйық шашыратылады да, ал төменнен жоғары қарай газ қозғалады. Мұндай абсорберлер көбінесе жақсы еритін газдар үшін қолданылады.
Сұйықтарды шашырату үшін механикалық, пневматикалық және ортадан тепкіш шашыратқыштар қолданылады. Артықша қысымы 2 - 2000 атм.
Механикалық шашыратқыштар (форсункалар) арқылы өте майда тамшылар алуға болады. Бірақ олар тез бітеліп қалады, сондықтан суспензия, ластанған және тұтқыр сұйықтарға жарамайды.
Пневматикалық шашыратқыштар артықша қысым 5 атм. дейін сығылған ауа немесе бу әсерімен жұмыс істейді.
Ортадан тепкіш шашыратқыштар өте үлкен жылдамдықта айналатын (минутына 4000 - 20000 рет) турбина немесе тегеріштен (дискіден) құралған болады. Тегеріштер суспензия және ластанған сұйықтарды шашыратуға қолданылады.Бұл абсорбердің артықшылығы: құрылымы қарапайым, гидравликалық кедергісі төмен, тазалау және жөндеу оңай, ластанған газдармен жұмыс істеуі мүмкін. Кемшіліктері: тиімділігі төмен, сұйықты шашырату үшін едәуір энергия шығындалады, газбен сұйықтың ілесіп кетуіне байланысты газдың жылдамдығы шектелген.

а- механикалық; ә- пневматикалық; б- ортадан тепкіш.

10 - сурет. Шашыратқыштар.

2.2. Абсорбция қондырғысының технологиялық схемасы

Масса берудің кинетикалық негізгі теңдігі бойынша насадкалы және тарелкалы абсорберлердің есептелуі методикалық нұсқауда көрсетілген.

1 - желдеткіш (газ үрлегіш); 2 - абсорбер; 3 - сұйық тарататын тесіктер; 4,6 - суландырғыш; 5 - мұздатқыш; 7 - десорбер; 8 - десорбер кубы; 9,13 - абсорбентке арналған ыдыс; 10,12 - насостар; 11 - рекуператор жылу алмастырғышы.
11 - сурет. Абсорбция қондырғысының принципиалды схемасы.

11 - суретте абсорбциялық қондырғының схемасы көрсетілген. Колоннаның 2 төменгі бөлігіне газ үрлегіш 1 арқылы абсорбция газ беріледі. Абсорбентнасоспен10 абсорбентке арналған ыдыстан 9 колоннаның жоғарғы жағына беріледі және суландырғыш 4 арқылы абсорберге біркелкі таралады.Колоннада сұйық және газды фазалардың қарама-қарсы процесі іске асады. Абсорбциядан кейінгі газ сұйық тарататын тесіктер 3 арқылы өтіп, колоннадан шығады. Сұйық өнім абсорбентке арналған ыдысқа 13 келіп түседі, кейіннен рекуператор жылу алмастырғышында 11 ысытылып, насос арқылы 12 десорберге 7 беріледі. Абсорбенттен сіңірілетін компоненттің таусылуы су буымен ысытылатын десорбер кубында 8 іске асады. Абсорбент рекуператор жылу алмастырғышында 11 ысытылып, қосымша мұздатқышта 5 салқындатылған соң колоннаның суландыру бөлігіне келіп түседі.

2.3. Негізгі аппараттың технологиялық есептеулері

Жобалауға берілетін тапсырмалар:

Материалдық баланстың құралуы және судың шығымын есептеу.
1) қалыпты шарттар бойынша газдың өнімділігі Vo=30150 м3сағ;
2) қалыпты шарттар бойынша ауадағы SO2концентрациясы:
абсорберге кірісте уб =11%
η = 93 %
хб = 0%
t = 300C
P = 0,1МПа
Ретсіз Рашиг сақиналары

2.3.1. Материалдық балансты құру және судың шығымын анықтау
1 кг ауаға шаққандағы берілетін газдағы SO2 - нің концентрациясы:

Yбаст=GSO2Gауа
(1)

мұндағы, GSO2 - абсорберге берілетін SO2 мөлшері, кгсағ
Gауа - абсорберге берілетін ауаның мөлшері, кгсағ

Yбаст=8533,431329,40=0,272 кгкг

Абсорберге берілетін ауаның мөлшері:

Gауа=pауа∙VауаRауа∙Tауа
(2)

мұндағы, pауа - ауаның парциалды қысымы, кгсм2
Vауа - бастапқы ауаның көлемі, м3сағ
Rауа - ауаның газ тұрақтысы, кгс·м(кг·К)
Tауа - газдың температурасы, К

Gауа=9193,7*3015029,2∙303=31329,40 кгсағ=8,7026 кгс

Ауаның парциалды қысымы:

pауа=1,033∙100-yб100∙104
(3)

мұндағы, yб - SO2 - ның бастапқы газдың құрамындағы мөлшері, %

pауа=1,033∙100-11100∙104=9193,7 кгсм2

Ауаның газ тұрақтысы:
Rауа=848Mауа

мұндағы, Mауа - ауаның молярлық массасы, кгмоль

Rауа=84829=29,2 кгс·м(кг·К)

Газдың температурасы:

Tауа=273+t℃

мұндағы, t - суландыруға берілетін судың температурасы,℃

Tауа=273+30=303 К

Абсорберге берілетін SO2мөлшері:

GSO2=pSO2∙VSO2RSO2∙TSO2

мұндағы, pSO2 - SO2 - ның парциалды қысымы, кгсм2
VSO2 - бастапқы ауаның көлемі, м3сағ
RSO2 - SO2 - ның газ тұрақтысы, кгс·м(кг·К)
Tауа - газдың температурасы, К

GSO2=1036,3*3015013,25∙303=8533,4кг сағ=2,37 кгс

SO2 - ның парциалды қысымы:

pSO2=1,033∙yб100∙104
(5)

pSO2=1,033∙11100∙104=1136,3 кгсм2

мұндағы, yб - SO2 - ның бастапқы газдың құрамындағы мөлшері, %

SO2 - ның газ тұрақтысы:

RSO2=848MSO2=84864=13,25 кгс·м(кг·К)

мұндағы, MSO2 - SO2 - ның молярлық массасы, кгмоль

Газдың температурасы:

Tауа=273+t℃

Tауа=273+30=303 К

мұндағы, t - суландыруға берілетін судың температурасы,℃

4.2. 1 кг ауаға шаққандағы шығатын газдағы SO2 - нің концентрациясы:

Yсоң=GSO2Gауа=MSO2∙pSO2Mауаpжалпы-p H2O-pSO2 (6)

Yсоң=64∙5,85229∙760-31,8-5,852=0,01 7 кгкг

мұндағы, GSO2 - абсорберден шығатын SO2мөлшері, кгсағ
Gауа - абсорберден шығатын ауаның мөлшері, кгсағ
MSO2 - SO2 - ның молярлық массасы, кгмоль
pSO2 - SO2 - ның шығатын газдағы парциалды қысымы, мм сын. бағ.
Mауа - ауаның молярлық массасы, кгмоль
pжалпы - қоспаның жалпы парциалды қысымы, мм сын. бағ.
pH2O - берілген температурадағы судың парциалды қысымы, мм сын. бағ.

SO2 - ның шығатын газдағы парциалды қысымы:

pSO2=pсоң=760∙yсоң100;

pSO2=pсоң=760∙0,77100=5,852 мм сын. бағ.

мұндағы, yсоң - SO2 - ның шығатын газдың құрамындағы мөлшері, %

SO2 - ның шығатын газдың құрамындағы мөлшері:

yсоң=yб-η∙yб100

yсоң=11-93∙11100=0,77 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.