Матеріальний та тепловий баланси абсорбера першого ступеня 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Матеріальний та тепловий баланси абсорбера першого ступеня



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 GВ:

 

, (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+qЗ+q4+q5+q6=2853222,4+4032600+96408+41475,2+38507,5+1071,2= 7063284,3 кДж/год.

Тепло реакції нейтралізації аміаку:

 

 (5.13)

 

де GК - кількість сірчаної кислоти кг/год;

MК – молекулярна маса сірчаної кислоти

iн– тепло нейтралізації, кДж/кг сірчаної кислоти, iн=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:

Vв= Gв×22,4/Мв=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 Gк- 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 Gк = 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

Vр= .

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


 

Таблиця 5.2 Матеріальний баланс першого ступеня абсорбції

Прихід

Витрата

Коксовий газ 24105,8 Коксовий газ 24394,5
Циркулюючий розчин 162852,2 Циркулюючий розчин 162563,5
Всього 186958,0 Всього 186958,0

 

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

Прихід

Витрата

Тепло коксового газу 7063284,3 Тепло коксового газу 9163991,8
Тепло нейтралізації 2100689,4 Втрати тепла зовні (за практичними даними) 167600,0
Тепло циркулюючого розчину 27703439,2 Тепло циркулюючого розчину 476798,7×t
Всього 36867412,9 Всього 9331591,8+ +476798,7×t

 

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.

 

 


 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2020-03-02; просмотров: 118; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.158.248.39 (0.055 с.)