Курсовой проект по процессам и аппаратам хим.производств

Как заказчик описал требования к работе:

Рассчитать адсорбционную установку(со всеми пояснениями), технологическая схема установки и чертеж самого адсорбера. Исходные данные:адсорбционная установка непрерывного действия, сорбируемое вещество - изобутанол, концентрацией 6г/м3. Разсходочищаемоего газового потока 90000м3/ч, эффект улавливания 97%.

подробнее

Фрагмент выполненной работы:

Введение На современном этапе для большинства промышленных предприятий очистка вентиляционных выбросов от вредных веществ является одним из основных мероприятий по защите воздушного бассейна. В настоящее время используются различные методы улавливания и обезвреживания паро- и газообразных веществ из воздуха. На практике применяют следующие способы очистки газа: абсорбционный, адсорбционный, каталитический, термический и др. Адсорбцией называется процесс поглощения вещества из смеси газов, паров или растворов твердым пористым поглотителем – адсорбентом. (работа была выполнена специалистами author24.ru) Поглощаемое вещество, находящееся в газе, называется адсорбтивом, а поглощенное – адсорбатом. Адсорбция является универсальным методом, позволяющим достаточно полно извлекать примеси из газовых или жидких смесей. В современной химической и нефтехимической промышленности адсорбционный метод широко используется для очистки и осушки технологических потоков, улучшения качества сырья и продуктов. Адсорбция занимает ведущее место среди способов защиты биосферы от вредных промышленных выбросов. Используемые адсорбенты обладают сильно развитой внутренней поверхностью, образующейся путем специальной обработки или синтеза твердых материалов. Основными промышленными адсорбентами являются активные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты. Физическая адсорбция характеризуется сохранением свойств адсорбента и адсорбата и обусловлена силами взаимодействия их молекул (дисперсионными или вандерваальсовскими). Силы притяжения возникают на поверхности адсорбента благодаря тому, что силовое поле поверхностных атомов и молекул не уравновешено силами взаимодействия соседних частиц. Сорбируясь, молекулы адсорбата частично насыщают поверхность адсорбента, уменьшая ее свободную энергию, поэтому процесс адсорбции протекает самопроизвольно. Процессы адсорбции избирательны и обратимы. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией, которую используют для выделения поглощенного вещества и регенерации адсорбента. Выделенное при десорбции вещество может быть возвращено в производственный цикл. Типичными примерами применения процесса адсорбции является осушка газов и жидкостей, разделение смесей углеводородов, рекуперация растворителей, очистка вентиляционных выбросов и сточных вод, что имеет особое значение в связи с решением экологических проблем. Адсорберы бывают прерывного и непрерывного действия. Рассмотрим более подробнее последний. Преимущества непрерывных адсорбционных процессов с движущимся плотным слоем сорбента следующие: - высокая скорость парогазового потока в шихте (по сравнению со скоростями в стационарном слое); - высокий коэффициент использования сорбента; - отсутствие энергозатрат на периодическое нагревание и охлаждение в одном и том же аппарате; - возможность полной автоматизации и простота обслуживания. Недостатки непрерывных процессов: - высокие требования к прочности зернистого сорбента (необходимо использовать высокопрочные адсорбенты сферической формы); - необходимость применения дорогостоящего теплоносителя; - эрозия аппаратуры; - низкий коэффициент теплопередачи, что требует большие площади теплообменных поверхностей в колонне (холодильник, десорбер) Непрерывность процесса может быть достигнута циркуляцией адсорбента в замкнутой системе и распределением в адсорбционной колонне локальных зон, в каждой из которых в оптимальных рабочих условиях осуществляется одна из основных стадий процесса: адсорбция, нагрев и десорбция, охлаждение и т.д. Адсорбент перемещается в аппарате плотным слоем под действием силы тяжести, что позволяет организовать непрерывную работу. Эти установки целесообразно применять для выделения целевого компонента из газаносителя с использованием адсорбционной и десорбционной секций. Преимуществом ожиженного слоя является высокая скорость теплопередачи при использовании охлаждающих трубок для отвода тепла адсорбции. Данный вариант также эффективен в тех случаях, когда требуется частая регенерация сорбента. Он может быть использован для адсорбции органических соединений из газов, имеющих очень высокую влажность, что требует частой регенерации используемого угля, при которой удаляется адсорбированная вода. Одно из основных преимуществ, благодаря которому адсорберы с псевдоожиженным слоем находят применение – это возможность интенсивного теплоотвода из сорбционной зоны. Важной технологической проблемой, следствием которой является снижение экономической эффективности, нужно считать истирание сорбента, приводящее к его потерям. Желательно использовать очень твердые гранулы, устойчивые к истиранию. Все преимущества и недостатки псевдоожиженного слоя характерны для фонтанирующего режима. Фонтанирование адсорбента особенно эффективно для осуществления процессов хемосорбции. Скорость процесса хемосорбции растет с увеличением дисперсности частиц, а тонкодисперсные частицы плохо поддаются псевдоожижению. Интенсифицировать процесс хемосорбции удобнее всего посредством организации фонтанирующего режима такого адсорбента. На схеме 1 представлен технологический процесс, который включает в себя: Паро-воздушная смесь проходит через мембрану прорыва и огнепреградитель, затем поступает в адсорбер. В адсорбере паро-воздушная смесь, проходя через уголь, очищается от изобутанола. Чистый технологический воздух проходит через циклон и уходит в атмосферу. Изобутанол, сорбированный углем, поступает в десорбер. Снизу в десорбер подается острый водяной пар. Происходит десорбция изобутанола с поверхности угля. Смесь водяного пара и изобутанола, по трубам, поступает в конденсатор, затем уже жидкий раствор идет в холодильник для охлаждения, далее в сборник. Влажный уголь, после десорбции, проходя через дозатор, поступает в барабан сушильный. Происходит сушка. Далее поступает в бункер для сухого угля. регенерированный уголь с помощью пневнопровода снова отправляется в адсорбер. Цикл использования адсорбента начинается вновьПосмотреть предложения по расчету стоимости