Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2013 в 00:33, курсовая работа
Целью курсовой работы является расчет процесса абсорбции диоксида углерода раствором “Карсол” в агрегате получения аммиака.
Объект исследования: стадия очистки конвертированного газа от диоксида углерода при производстве аммиака.
Предмет исследования: модернизация системы очистки конвертированного газа от диоксида углерода.
Задачи исследования:
- Рассмотреть технологию производства аммиака, стадии производства;
- Дать характеристику исходному сырью при производстве аммиака, продукту синтеза;
- Рассмотреть стадию очистки конвертированного газа от диоксида углерода;
Расчёт насоса
Расчет диаметра трубопровода.
Примем скорость во всасывающей и нагнетательной линии одинаковой и равной 2 м/с. Тогда диаметр трубопроводов нагнетательной и всасывающей линии будет одинаковым и рассчитываться по формуле:
V= м/с;
м/с.
Выбираем трубопровод по ГОСТу Æ 57´2,5 мм – ВСт.3, с незначительной коррозией. [11]
Расчет потерь на трение и местные сопротивления.
Режим течения определяется по формуле:
r = 1174кг/м3;
m = 0,7371 мПа∙с;
Re > 2320 режим турбулентный.
Средне значение абсолютной шероховатости стенок труб е = 0,2мм.
Относительная шероховатость dэ/е = 50/0,2 = 250 . По графику находим значение коэффициента трения l = 0,0284 [52].
Сумма коэффициентов
местных сопротивлений для
∑ξвс=ξ1+ξ2=0,5+0,82=1,32
где ξ1=0,5 –вход в трубу (с острыми краями);
ξ2= 0,82 -прямоточный вентиль.
Тогда потери на трение и местные сопротивления определяется формулой:
,
Па
Потери напора
на всасывающей линии
м.
Сумма коэффициентов
местных сопротивлений для
∑ξн=ξ1+ξ2+ξ3=1,0+0,82+0,15=1,
где ξ 1= 1,0 - выход из трубы;
ξ2 = 0,82 - прямоточный вентиль;
ξ3 = 0,15 - отвод под углом 900 (R0/d=2).
Потери на трение и местные сопротивления на нагнетательной линии определяется формулой (93):
Па
Потери напора
на нагнетающей линии
м
Общие потери напора определяются по формуле:
Нп = 0,62 + 2,14 = 2,76 м
Расчет полного напора, развиваемого насосом.
Рассчитывается по формуле:
где Н - полный напор, развиваемый насосом, м;
ра - атмосферное давление, Па;
рабс=ра+р2- абсолютное давление, Па (р2-избыточное давление, Па);
Нг - геометрическая высота подачи воды, м;
Нп - общая потеря напора, м.
м
Расчет мощности, потребляемой двигателем.
Полезная мощность рассчитывается по формуле:
Nп = 0,42·1174·9,81·46,1 = 223кВт.
Для центробежного насоса средней производительности примем h =hпhдhн = 0,7. Тогда мощность, потребляемая двигателем насоса, определяется по формуле:
Nдв = 223/0,6 = 318 кВт
Выбор насоса по ГОСТу.
Устанавливаем, что по заданным производительности и напору следует выбрать центробежный многоступенчатый секционный насос марки ЦНС 180∙600 , характеристики которого приведены в таблице 15 [11].
Марка насоса |
Q, м3/с |
Н, м столба жидкости |
n, с-1 |
hн |
Nн , кВт |
ЦНС 180∙500 |
5,0∙10-2 |
500 |
50 |
0,72 |
350 |
Определение предельной высоты всасывания.
Для центробежных насосов запас напора, необходимый для исключения кавитации, рассчитывают по формуле:
где n-частота вращения вала, с-1.
Нкав = 0,3·(0,05 ·502)2/3 = 7,5 м
где А – атмосферное давление, ht - давление насыщенного пара при соответствующей температуре [11].
ht = 0,6 мм. вод. ст.
Нвс£ 10,3- 0,6- 0,62 - 1,3 = 7,78 м
Заключение
В ходе выполнения курсовой работы были достигнуты поставленные цели : проведен расчет процесса абсорбции диоксида углерода раствором “Карсол” в агрегате получения аммиака.
В ходе курсового проекта проведен анализ литературных источников, рассмотрены физико-химические основы процесса абсорбции СO2, выбрана технологическая схема. Проведен расчет процесса абсорбции диоксида углерода раствором “Карсол” в агрегате получения аммиака.
Выполнен расчет материального и теплового балансов. Рассчитаны состав газа на выходе из аппарата, его масса и объем, найдена температура газа на выходе из абсорбера.
Выполнен расчет основного и дополнительного оборудования:
- Насадочный абсорбер диаметром 3,4 м и высотой 47,2м. В качестве насадки используются керамические кольца Пааля размером 50х50х5 мм.
- Центробежный многоступенчатый секционный насос марки ЦНС 180∙600.
- Кожухотрубчатый теплообменник с U – образными трубами диаметром 1200 мм, с трубами 25х2 мм, длинна труб 9 м, число труб 1083 шт., поверхность теплообмена 961 м2
Список литературы
1. Производство аммиака / Под ред. В. П. Семенова. – М.: Химия, 1985. – 368 с.
2. Справочник азотчика. Кн. 1. – М.: Химия, 1985. – 404 с.
3. Очистка технологических газов / Под ред. Т.А. Семеновой, И.Л. Лейтеса. – М.: Химия, 1977. – 487 с.
4. Материалы семинара по очистке газов от H2S и СО2 абсорбентами на основе метилэтаноламина / Современные методы очистки газов от сероводорода и диоксида углерода // Химическая промышленность. – 2002. - №5. – С 7-16.
5. Н. И. Елисеева., В. С. Войтик., В. С. Тихонов. Новая антипенная добавка к щелочным абсорбционным растворам для стадии очистки конвертированного газа от СО2 // Химическая промышленность. – 1999. - №10.- С 28-29.
6. Малина И.К. Развитие исследований в области синтеза аммиака. – М., Химия, 1993.- 190 с.
7. Андреев Ф.А., Карган С.И., Козлов Л.И., Приставко В.Ф. Технология связанного азота. – М., 2008. – 384 с.
8. Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология. – М., Высшая школа, 2000. – 520 с.
9. Патент РФ 2252063, МПК 7 B01D53/14. Способы очистки газовых смесей от диоксида углерода (варианты) и устройство для очистки газовых смесей от диоксида углерода (варианты)/ Бадалян Г.П. Гридин И.Д. Гридин Р.И. Еремин В.И.; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество Научно-производственная компания "Интергаз". - 2004119376/15; заявл. 28.06.2004; опубл. 28.06.2004. – 14с.
10. Синтез аммиака / Под ред. Л.Д. Кузнецова. – М. : Химия, 1982. – 296 с.
11. Дытнерский Ю.И, Борисов Г.С, Брыков В.П. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 2008.-496с.
12. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 1987. – 576с.
13. Кузнецов А.А., Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов
переработки углеводородных