Матеріальний та тепловий баланси абсорбера першого ступеня

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 10Следующая ⇒

Прихід. 1. Коксовий газ.

Склад та кількість коксового газу, який надходить із нагнітача у абсорбер першого ступеня наведено у таблиці 5.1.

2. В абсорбер поступає циркулюючий розчин зі збірника першого ступеня абсорбера. Позначимо цю кількість через G₁.

Таким чином, загальний прихід рівний:

24105,8+ G₁ кг/год. (5.10)

Витрата. 1. Коксовий газ.

З тих, що були в коксовому газі 365 кг/год аміаку поглинається 340 кг/год і залишається в газі 25 кг/год.

Кількість водяної пари, що виходить з газом з першого ступеня абсорбції, можна визначити виходячи з того, що за рахунок тепла нейтралізації відбувається нагрів газу до 58°С, тобто до температури розчину, що поступає, і випар відповідної кількості води. Позначаю цю кількість через G_В:

, (5.11)

де Q₁ - тепло, що вноситься коксовим газом, ккал/год;

Q₂ - тепло реакції нейтралізації, ккал/год;

Q₃ - тепло, що уноситься сухим коксовим газом, ккал/год;

t- температура газу на виході з абсорберу, t=58°C.

Кількість тепла розраховую за формулою:

Q=G×c×t, (5.12)

де G - кількість речовини кг/год;

c - теплоємність речовини кДж/кг×град;

t - температура речовини °С.

Тепло, що вноситься коксовим газом при 50°С:

а) тепло, що вноситься сухим коксовим газом:

q₁= 19456×2,933×50=2853222,4кДж/год

де 2,933 - теплоємність коксового газу, кДж/(кг×град) [6];

б) тепло, що вноситься парами води:

q₂=1560×(2493+1,84×50)=4032600 кДж/год;

де 1,84 кДж/(кг×град) теплоємність води [6];

в) тепло,що вноситься бензольними вуглеводнями:

q₃=1872×1,03×50=96408 кДж/год;

де 1,03 кДж/(кг×град) теплоємність бензольних вуглеводнів [6];

г) тепло, що вноситься сірководнем:

q₄ =832×0,997×50=41475,2 кДж/год;

де 0,997 кДж/(кг×град) теплоємність сірководню [6];

д) тепло, що вноситься аміаком:

q₅=365×2,11×50=38507,5 кДж/год;

де 2,11 кДж/(кг×град) теплоємність аміаку [6];

є) тепло, що вноситься піридиновими основами:

q₆ =20,8×1,03×50=1071,2 кДж/год;

де 1,03 кДж/(кг×град) теплоємність піридинових основ.

Всього вноситься газом:

Q₁=q₁+q₂+q_З+q₄+q₅+q₆=2853222,4+4032600+96408+41475,2+38507,5+1071,2= 7063284,3 кДж/год.

Тепло реакції нейтралізації аміаку:

 (5.13)

де G_К - кількість сірчаної кислоти кг/год;

M_К – молекулярна маса сірчаної кислоти

i_н– тепло нейтралізації, кДж/кг сірчаної кислоти, i_н=195673 [6].

.

Тепло циркулюючого розчину:

Q₃= G₁×2,933×58 кДж/год.

Тепло, що уноситься сухим коксовим газом при температурі 58°С:

Q₄=(25×2,11+832×0,997+20,8×1,03+1872×1,03+19456×2,933)×58=

3473984,6 кДж/год.

Тоді

.

Об’єм цих парів:

V_в= G_в×22,4/М_в=2188,7×22,4/18=2723,7 м³/год

Таким чином, загальна кількість газів, що виходять з першого ступеня абсорберу у другу, дорівнює:

кг/год м³/год

Сухий коксовий газ ……………....…19456,0 48518,5

Бензольні вуглеводні……………..…..1872,0 505,2

Аміак……………………….……....….....25,0 32,9

Сірководень………………………....….832,0 548,1

Піридинові основи………………………20,8 6,0

Водяні пари……….……….…….……2188,7 2723,7

Всього….…….……..24394,5 52334,4

2.Циркулюючий розчин.

Кількість циркулюючого розчину, що виходить з першого ступеня абсорберу, позначимо G₂, кг/год. Тоді спільна витрата дорівнює:

24394,5+ G₂. (5.14)

Прирівнюючи прихід та витрату, отримаємо:

24105,8+ G₁ =24394,5+ G₂, (5.15)

чи G₁= G₂+288,7.

Друге рівняння для визначення G₁ і G₂ отримаємо виходячи зі значень концентрацій сірчаної кислоти на вході та виході з першого ступеня абсорбції та кількості сірчаної кислоти, що витрачається, на першому ступені. Приймаємо концентрацію розчину, що надходить 1,6% і 1% розчину, що виходить, отримаємо рівняння:

, (5.16)

де G_к- кількість кислоти, що витрачається в першому ступені абсорбера, кг/год.

Для зв'язування в першому ступені абсорбера 340 кг/год аміаку необхідно витратити сірчаної кислоти 980 кг/год.

Тому G_к = 980 кг/год.

Таким чином, 1,6×G₁= G₂+98000.

Отримав систему рівнянь:

 (5.17)

У результаті вирішення двох рівнянь отримав G₁=162852,2 кг/год та G₂=162563,5 кг/год.

Об’єм розчину, що поступає при густині 1,24 кг/л буде дорівнювати

V_р= .

Матеріальний баланс першого ступеня абсорбції (табл.5.2), кг/год:

Таблиця 5.2 Матеріальний баланс першого ступеня абсорбції

Тепло циркулюючого розчину, що входить в абсорбер:

Q₃=162852,2 ×2,933×58=27703439,2 кДж/год.

Тепло, що уноситься коксовим газом при температурі 58°С:

Q₅=3473984,6+(2493+1,84×58)×2188,7=9163991,8 кДж/год.

Тепло циркулюючого розчину, що виходить з абсорбера:

Q₆=162563,5×2,933×t=476798,7×t кДж/год.

Тепловий баланс першого ступеня абсорбції наведено у таблиці 5.3, кДж/год:

Таблиця 5.3 Тепловий баланс першого ступеня абсорбції

Прирівнюючи прихід та витрату тепла, отримав температуру розчину, який виходить з першого ступеня абсорберу, що дорівнює 57,8°C, тобто приблизно таку ж, як і поступаючого.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте