Proiect-FDT.docx

7/24/2019 Proiect-FDT.docx

1/57

I. Tema proiectului ...................................................... 4.

I.1 Prezentarea temei .................................................... 4.

I.2 Modul de operare si schema bloc ................................................ 5.

II. Procese tehnologice de fabrica ie. Procesul tehnologic adoptat ................................ 6.

II.1 Procesul tehnologic de fabricare ............................................. 6.

II.2 Procesul tehnologic adoptat ................................................ 9.

II. !chema tehnologic" a procesului de absorb ie. #escrierea

procesului tehnologic .................................................. 1$.

III. Proiectarea tehnologic" a utila%elor ................................................. 11.

III.1 Materiale folosite pentru construc ia utila%ului &n industria chimic" ........ 11.

III.2#imensionarea coloanei de absorb ie ........................................... 12.

III.2.1 'legerea tipului de coloana ........................................ 12.

III.2.2 (ilan de materiale pe coloana de absorb ie ........................ 14.

III.2. (ilan termic pe coloana de absorb ie ........................ 2$.

III.2.4 )alculul diametrului coloanei de absorb ie ........................ 22 .

III.2.6 )alculul &nal imii coloanei de absorb ie ................................ 24.

III.2.* #ispoziti+e interioare ale coloanei de absorb ie ..................... 2.

III.2., )alculul pierderii de presiune la curgerea gazului

prin umplutur" ..................................... *.

III.2.9 )alculul racordurilor coloanei de absorb ie ........................ 9.

III. )alculul coloanei de desorb ie ........................................... 4$.

1


2/57

III..1 (ilan ul de materiale pe coloana de desorb ie ........................ 4$.

III..2 (ilan ul termic pe coloana de desorb ie .................. 42.

III.. )alculul izola iei termice a coloanei de desorb ie ................ 44.

III..4 )alculul racordurilor ........................................... 46.

III.4 )alculul pompei centrifuge ..................................... 4,.

III.5 )alculul rezer+oarelor ..................................... 5$.

I-. )onsumul de materii prime si auiliare ........................................... 5$.

-. Probleme de coroziune .............................................. 51.

-I. (ibliografie ............................................... 52.

-II. Plan e / #ispunerea utila%elor ................................................ 52.

2


3/57

I. T0M' #0 PI0)T'0

I.1. Prezentarea temeiS se proiecteze o instala ie pentru separarea amoniacului n ap prin absorb ia dintr-un

amestec gazos(aer-amoniac). Procedeul presupune i desorb ia amoniacului din amestecul lichid.

Datele de proiectare sunt:- Presiunea de lucru n coloana de lucru o atmostera;- Debitul volumetric de amestec gazos aer-amoniac ce trebuie prelucrat v ! "#$$ m%&s;- 'oncentra ia ini ial a amoniacului n amestecul gazos i ! %.* + vol;- ,andamentul de separare a amoniacului n urma absorb iei(grad de separare) a! *+;- /emperatura ini ial a amestecului gazos / gi! 0$ ';- /emperatura ini ial a absorbantului(apa) / ai! 12 ';- 'oloana de absorb ie poate 3i complet automatizat. ceasta 3unc ioneaz n regim

continuu %$$ zile&an cu c4te trei schimburi pe zi;

5tilita ile necesare n procesul tehnologic se asigur de pe plat3orma industrial pe care serealizeaz investi ia.

5tilita i 'aracteristici

'urent electric %6$ 78 2$9z 00$ 78 2$9z

bur saturat p 0 ata

p industrial 12 '

I.2 Modul de operare i schema bloc

Separarea amoniacului din amestecul gazos aer-amoniac prin absorb ie cuprinde # opera ii: 1. bsorb ia;0. ,ecuperarea cldurii;%. Desorb ia;". ,cirea;2. 'ondensarea;#. Separarea picaturilor;

mestecul gazos de aer i amoniac este supus separrii prin absorb ia amoniacului n ap.

Solu ia ob inut (ap cu amoniac) este re4ncalzit utiliz4nd lichidul rezultat la desorb ie8 dup care

3


4/57

este introdus in coloana de desorb ie din care rezult o 3az lichid (apamoniac) i o 3az gazoas

(vapori de ap cu amoniac).aza gazoas de vapori de ap i amoniac este trimis la un condensator8 n vederea

condensrii i apoi ntr-un separator de picturi din care pe l4nga apa separat la baza acestuia

rezult amoniac gazos la partea superiora a acestuia ce urmeaz a 3i trimis la utilizator. Solu ia

rezultat la desorb ie (apa cu amoniac) trece prin recuperatorul de cldur8 apoi este trimis la rcire

cu ap de la tubul de rcire8 de pe plat3orma industrial i recirculat la coloana de absorb ie. Schema bloc a instala iei de absorb ie este prezentat n 3igura urmtoare:

II.

II.

II.II.

II.

II.

II.

II.

II.

II.

II.

II.

II.

II.

P)0!0 T03I)0 #0 7'(I)' I0. P)0!8 T03I)

'#PT'T

II.1. Procesul tehnologic de fabrica ie

5n amestec gazos aer-amoniac se poate separa prin diverse metode: adsorb ie8 absorb ie8

liche3iere urmat de recti3icare8 di3uziune prin membrane selective8 etc.'dsorb ia < reprezint opera ia de trans3er de mas prin care sistemul gazos este separat prin

re inerea componentului activ pe supra3a a unui lichid sau solid. #esorb ia < este opera ia prin care componentul activ adsorbit este pus n libertate8

adsorbantul put4nd 3i neutralizat n procesul de adsorb ie. =>ist trei caracteristici ce deosebescadsorb ia de celelalte procese de separare:

4


5/57

- ,e inerea particulelor de dimensiuni mici;- ,e inerea unor componen i ce se gsesc n amestecul supus separrii n concentra ii 3oarte

mici(urme);- Solubilitatea componen ilor activi in adsorban i este mare(selectivitatea adsorban ilor

pentru componen i activi);'dsorb ia este aplicat la ra3inarea produselor petrolere8 a uleiurilor8 a grsimilor8 a

zahrului8 la separarea benzenului din gazele de co>erie8 la recuperarea metalelor8 la condi ionarea

aerului etc.=>ist mai multe tipuri de adsorb ie:

- Adsorb ia fizic este rezultatul ac iunii 3or elor de tip 7an der ?aals8 moleculele de component activ

3iind re inute ntr-un strat mono&poli molecular la supra3ata adsorbantului. =chilibrul se stabile te

rapid8 3lu>ul de component adsorbit scade cu cre terea temperaturii8 iar caldura de adsorb ie este de

ordinul cldurii de condensare(1$%

);- Adsorb ia chimic apare ca urmare a 3or elor i legturile de natur chimic dintre adsorbant i

substan a activ. Stabilirea echilibrului este lent8 3lu>ul de component adsorbit scade cu cre terea

temperaturii8 iar cldura de adsorb ie este comparabil cu cldura de reac ie; - Persorb ia este un caz particular al adsorb iei chimice ce const n re inerea componentului activ n

golurile structurale ale adsorbantului ; 'bsorb ia < este opera ia de separare a unui sau a mai multor componen i dintr-un amestec

gazos pe baza solubilita ii di3erite a acestora intr-un lichid numit absorbant.bsorban a poate avea loc 3ie prin dizolvarea gazului n lichid-absorb ie 3izic8 3ie printr-o

reac ie chimic ntre gaz i absorbant-chemosorb ie. @n ambele cazuri absorb ia este nso it de e3ecte

termice a cror mrime depinde de natura celor dou 3aze i de concentra ia componen ilor. Aichidul 3olosit ca adsorbant trebuie s nu 3ie to>ic8 in3lamabil i coroziv. legerea

adsorbantului trebuie s se ia n considerare natura componentului separat; concentra ia acestuia n

amestecul ini ial i gradul de separare dorit. 'ateva dintre aplica iile adsorb iei: - Separarea 'B0prin adsorb ie in ap sub presiune sau n etano-lamina;- Separarea benzenului din gazele de co>erie prin adsorb ia n ulei de gudron;- Separarea o>igenului de azot din amestecul rezultat la sinteza amoniacului;- re aplicatii n controlul calit ii aerului;

Mecanismul opera iei de frac ionare

etoda de separare n componente pure a unui amestec lichid sau de vapori prin 3rac ionare

sau distilare 3rac ionat se bazeaz pe di3eren a dintre temperaturile de 3ierbere ale

componentelor amestecului sau8 mai precis8 pe di3eren a sau raportul volatilita ilor acestora8

concretizat prin a a numita volatilitate relativa C.

5


6/57

Dup cum se tie8 vaporizarea sau distilareea simpl

reprezint

opera ia de

separare a unui

amestec lichid

prin vaporizare

par ial continu (vaporizare in echilibru 3ig.

1.1) sau discontinu (vaporizarea di3eren ial 3ig 1.0)a acestuia i recuperarea separat a

vaporilor i a lichidului rezidual.

ntruct componentele amestecului supus distilrii mani3est volatilita i di3erite8 vaporii

3orma ivor 3i mai bogati n componentele mai volatile8 iar lichidul rezidual se va concentra ncomponentele cu volatilitate mai mic. B separare similar se poate ob ine i prin opera ia de

condensare par ial continu

(condensare in echilibru) a unui

amestec de vapori (3ig 1.%)

6


7/57

Din cauza separrii limitate a

componentelor8 sistemele de distilare

sau condensare cu un singur contact

lichid-vapori (un singur echilibru

teoretic) snt rar 3olosite n scopuri de

separare8 dar snt 3regvent 3olosite in

scopuri de concentrare a unor

amestecuri n anumite componente

(cazul separatoarelor de nalt i

Eoas presiune din cadrul instala iilor

de re3ormare catalitic8 hidro3inare

etc.)sau n opera ii au>iliare

(re3ierbtoare8 de3legmatoare etc.

Deoarece separarea continu a unui

amestec ntr-o singur treapt(v. ig

1.1 i 1.%) este nesatis3ctoare8

pentru ob inerea unui produs mai

concentrat n componenta saucomponentele mai volatile8 respectiv

n componenta sau componentele mai

pu in volatile8 se apeleaz la doua sau

mai multe trepte (echilibre) de

separare. st3el8 n scopul ob inerii

unui probus mai bogat n

component mai volatil (cazul

separrii unui amestec binar)8 vaporii

din prima treapt de vaporizare

par ial la temperatura t 1 snt

condensa i par ial la temperatura t 0 (sau condensa i total i apoi vaporiza i par ial la

temperatura t0) i introdu i n a doua treapt de separare8 din care rezult un lichid

intermediar8 A08 i un 3lu> de vapori8 7 0(3ig 1.").

ceasta din urm se condenseaz par ial la temperatura t %(sau se condenseaz total siapoi partial la temperatura t%) i se introduce n a treia treapt de separare. Procedeul se poate

7


8/57

repeta pn la ob inerea purit ii dorite a vaporilor. Dac se urmre te i ob inerea unui produs

mai bogat n componenta mai pu in volatil8 lichidul rezidual ob inut din prima treapt de

separare se vaporizeaz par ial la temperatura tF 0(sau se vaporizeaz total si apoi condenseaz

partial la temperatura tF0) i se introduce n treapta 0F de separare8 din care rezult un 3lu>

intermediar de vapori8 7F08 i un 3lu> de lichid. cesta din urm se vaporizeaz par ial la

temperatura tF% i se introduce in treapta %F de separare8 din care rezult 3lu>ul intermediar de

vapori 7F0 i 3lu>ul de lichid AF %. Procedeul se poate repeta pn la atingerea purit ii dorite a

lichidului.

II.2. Procesul tehnologic adoptat

Pentru separarea amestecului gazos8 aer-amoniac8 se alege ca metod de separare absor ia n ap

a amoniacului8 in4nd cont de urmtorii 3actori:

- 'apacitatea de produc ie este relativ mare;- 'oncentra ia amoniacului n amestecul ini ial dicteaz o asemenea opera ie; - Gradul de puritate impus pentru produsul 3inal este mare;- ateriile prime 3olosite au agresivitate chimic mare;- 'ostul materiei prime;- 'ostul investi iei8 al e>ploatrii i al ntre inerii instala iei este relativ mic; - nstala ia de absor ie poate 3i complet automatizat;

II.. !chema tehnologic" a procesului tehnologic. #escrierea procesului tehnologic

Separarea amestecului8 aer-amoniac8 cu absor ia amoniacului n ap se realizeaz ntr-o instala ie

de absor ie prezentat n 3igura:

8


9/57

@n coloana de absorb ie (1)8 contactarea 3azei lichide (apa)8 cu amestecul gazos8 3ormat din

aeramoniac se 3ace n contra-curent. mestecul gazos este introdus pe la baza coloanei cu aEutorul

ventilatorului (0)8 iar apa pe la v4r3ul coloanei de absor ie8 circul4nd descendent sub ac iunea 3or ei

gravita ionale.

@n coloan are loc absorb ia amoniacului n ap8 amestecul lichid rezultat8 apamoniac8 3iindtrimis la un rezervor de a teptare (2)8 de unde cu aEutorul pompei centri3uge (#) este trimis la coloana

de desorb ie (%). nterior circula iei coloanei de desorb ie8 amestecul lichid este prenclzit n

recuperatorul de cldur (")8 pe baza co inutului de cldur al lichidului rezultat din coloana de

desorb ie.

@n coloana de desorbHie (indic cu coloana de absor ie)8 desorb ia amoniacului se realizeaz cu abur

introdus pe la baza coloanei i care circul n contra-curent cu solu ia apoas. burul saturat are rolul

de a ceda cldura necesar desorb iei componentului activ (solutului-amoniac)8 si de asemenea de al

antrena.

aza gazos rezultat din coloana de desorb ie8 este 3ormat din amoniac i vapori de ap8 3iind

trimis la condensatorul de supra3a ()8 n vederea condensrii vaporilor de ap.

gentul de rcire utilizat n condensator este apa provenit de la turnurile de rcire de la plat3orma

industrial.

9


10/57

Aa ie irea din condensator8 3aza gazoas con ine amoniac8 care antreneaz i mici picturi de ap.

cest amestec este trimis spre separare8 intr-un separator iner ial (6). Aa partea superioar a

separatorului de picturi se ob ine amoniac gazos care poate 3i trimis cu aEutorul unei su3lante sau a

unei pompe de vid (*) spre utilizator.

azele lichide rezultate din condensatorul () i separatorul (6) intr prin curgere liber n

rezervorul de a teptare (1$). Aichidul din rezervor con ine mici cantit i de solut (amoniac) i

absorbant (ap) ce poate 3i reintrodus cu aEutorul pompei centri3uge (11) n coloana de absorb ie

mpreuna cu absorbantul proaspt8 dup ce n prealabil a 3ost supus rcirii8 n schimbtorul de cldur

(10).

,cirea este realizat cu aEutorul apei provenit de la turnurile de rcire. pa rezultat din

condensatorul () i schimbtorul (10) este trimis spre rcire n turnurile de rcire.

III. PI0)T'0' T03I) ' 8TI':0

III.1. Metode folosite pentru construc ia utila%elor &n Industria )himic"

aterialul cel mai utilizat n construc ia utilaEelor n ndustria 'himic este tabla din o el laminat.

unc ie de compozi ia sa chimic8 tabla din o el poate 3i:-o el carbon8 o el slab aliat8 o el aliat.

Tabla din o el carbon i o el slab aliat se utilizeaz des n construc ia utilaEelor care prelucreaz

3luide neto>ice8 neim3lamabile si care nu sunt e>plozive.

5tilaEele pentru prelucrarea mediilor corozive i pentru temperaturi ridicate8 sunt con3ec ionate din

o el aliat cu crom i nichel de cele mai multe ori. Pentru medii care produc coroziune chimic puternic8 se recomand table de o el-carbon sau o el slab aliat8 placate cu o el anticoroziv nalt aliat.

Grosimea placaEului este de I1$+ din grosimea stratului.

Pentru recipien i cu dimensiuni mai mici de %$$$ mm care lucreaz la presiuni de calcul interioar

de $8% - $8# Pa8 se recomand utilizarea 3ontei (presiuni interioare de calcul ntre $8# < 180 Pa).

onta cu adaosul de 'rom8 Jichel8 olibden8 poate 3i utilizat n medii corozive cum ar 3i acizi8

detergen i. Aa contact cu Ji este rezistent la solu ii alcaline concentrate8 acid sul3uric sau al i acizi

10


11/57

organici la temperaturi de 62$$'. Pentru construc ia recipien ilor pot 3i 3olosite: materiale metalice

ne3eroase cum ar 3i: 'upru8 luminiu8 Jichel8 /itan8 olibden.

'uprul si aliaEele lui sunt 3olosite pentru medii corozive la temperaturi de sub 02$$'.

luminiu poate 3i 3olosit pentru temperaturi mai mici de 0$$$' pentru medii puternic corozive.

aterialele nemetalice8 anorganice (sticla8 por elanul8 gresia) pot 3i 3olosite pentru temperaturi

3oarte nalte.

aterialele nemetalice8 organice (polietilena8 P7') se pot 3olosi pentru construc ia recipien ilor8

dar i pentru protec ia anticoroziv.

in4nd cont de caracteristicile amestecului aer-amoniac8 dar i de costul investi iei8 coloana de absor ie va 3i construit din tabl de o el-corbon.

III.2. #imensiunea coloanei de absor ie

III.2.1. 'legerea tipului de coloan"

5tilaEele 3olosite pentru absorbHie pot 3i clasi3icate8 dup principiul de 3uncHionare8 n patru

categorii K08 %8 "8 #L:M absorbere de supra3aHM absorbere cu pulverizareM absorbere cu barbotareM absorbere cu pelicul (3ilm).

bsorberele de supra3aH (turile8 vase 'ellarius8 serpentine) con3ecHionate din gresie8

ceramic8 gra3it8 cuarH au supra3aH de contact mic Ni e3icacitate redus. =le se 3olosesc numai pentru

gaze uNor solubile.bsorberele cu pulverizare (coloane cu stropire8 absorbere cu discuri8 cu trunchi de con8 cu

strat 3luidizat tri3azic) au supra3aHa de contact la supra3aHa picturilor de lichid. 'u c4t 3ineHea

picturilor Ni viteza gazului sunt mai mari8 cu at4t e3icacitatea acestor utilaEe este mai mare.uncHionarea absorberelor cu barbotare (coloane cu talere per3orate8 coloane cu talere cu

clopoHei sau cu valve) se bazeaz pe dispersarea 3azei gazoase sub 3orm de bule n straturile de

absorbant e>istente pe talere.@n absorberele peliculare8 absorbantul curge sub 3orm de 3ilm subHire prin 3ascicule de Hevi8

straturi sau umplutur n contracurent cu 3aza gazoas. Din aceast categorie 3ac parte coloanele cu

umplutur Ni utilaEe tip schimbtor de cldur cu 3ascicul de Hevi.

11


12/57

'oloanele cu umplutur se utilizeaz cel mai 3recvent n absorbHie. 'oloana cu umplutur este

un corp cilindric vertical n interiorul cruia se gsesc straturi de umplutur spriEinite pe grtare8

dispozitive pentru distribuirea Ni redistribuirea absorbantului. aza lichid este distribuit la v4r3ul

coloanei printr-un dispozitiv de distribuHie Ni curge sub 3orm de 3ilm subHire pe supra3aHa umpluturii

n sens descendent8 iar la ieNirea din 3iecare strat de umplutur este redistribuit. @n contracurent cu

absorbatul8 prin golurile straturilor de umplutur circul 3aza gazoas.'ontactul dintre 3aze este continuu8 concentraHia solutului variaz continuu pe nlHimea

coloanei. Dintre aparatele pentru absorbHie cea mai larg utilizare o au coloanele cu umplutur Ni cele

cu talere. ceste coloane di3er prin modul de contactare a 3azelor: di3erenHial (coloane cu umplutur)

sau n trepte (coloane cu talere).legerea tipului de coloan depinde de mai mulHi 3actori care pot 3i grupaHi ast3el:M caracteristici constructive

M 3actori hidrodinamiciM caracteristicile 3azelor participante'oloanele cu umplutur au o serie de avantaEe comparativ cu cele cu talere K%8 #L:M nlHime mai mic dec4t coloanele cu talere echivalenteM se curH 3oarte rar (numai la reviziile anuale)M rezistenH hidrodinamic micM trans3er de mas mai bun c4nd determinant de vitez este trans3erul prin 3aza gazoasM valori mari ale e3icacitHiiM pot prelucra sisteme puternic corosive;M costul de investiHie este mai mic dec4t pentru coloane cu talereM pot prelucra sisteme care spumeaz deoarece posibilitatea 3ormrii spumei este redusM pot prelucra sisteme cu impuritHi mecanice 3r pericolul n3undriiM pot prelucra sisteme cu viscozitate mare.

12


13/57

Absorbant

Aer + NH3Amestec iniial

Ap + NH3

Ap + NH3

2

1

4

3

5

v4nd n vedere

avantaEele coloanelor cu

umplutur Ni proprietHile

sistemului gazos ce trebuie

prelucrat8 se 3oloseNte

absorber cu umplutur (3ig.

.1) pentru separarea

sistemului aer-amoniac.

13

ig. . 1. 'oloana cu umplutur:


14/57

1- corpul absorberului

0- strat de umplutur

%- grtar

"-distribuitor lichid

2- redistribuitor.

III.2.2. (ilan de material &n coloana de absor ie

Se ntocme te n vederea detereminrii consumului de absorbant (ap)8 pentru separarea

amoniacului8 din amestecul gazos aer-amoniac i a concentra iei 3inale a amoniacului n 3az lichid.

aza gazoas intr n coloana de absorb ie pe la partea

in3erioar circul4nd n contra-curent cu 3aza lichid ce este

alimentat la partea superioar a coloanei.

Jota ii pentru coloana de abso ie:

/debit molar de gaz inert (aer):kmoliaer

h =G ;

- debit molar de absorbant (ap): kmoli ap h =L ;

;'i < ;'f < concentra ia solutului ini ial (i) i 3inal (3) n 3aza gazoas- rapoarte molare

kmoli NH3

kmoli aer ;

14


15/57

='i< ='f>concentra ia solutului n 3aza lichid ini ial i 3inal < rapoarte molare kmoli NH

3

kmoli H2 O .

=cua ia de bilan pentru amoniac raportat la 3aza gazoas i lichid este: J ! G(i-3) !

A(O3-Oi)8kmoli NH

3

h

Debitul molar de gaz inert (aer) se determin din datele de proiectare: v! "#$$m

3

h am.

Gazos

cesta se calculeaz 3unc ie de: debitul de amestecul gazos care intr n coloan (v)8 de

concentra ia amoniacului la intrarea n coloan ( i)8 i temperatura de lucru:

Mv

22,4(273+T273

) kmolide am. gazos

h

i! %.* + vol (m

3NH

3

100m3

amestec )Qkmoli NH

3

kmoliam . gazos

(1-i)!kmoli aer

kmoliam . gazos ?kmoli aer

kmoliam . gazos L

G !

Mv

22 ,4(273+T273

)(1YAi)

8 Kkmoliaer

h

v ! "#$$ Km%&hL

Ri! %.* +vol ! [ m

3NH3

100m3

am gazos]

!*+ !

97

100 ! $.*

15


16/57

/gi! 0$$' ; /ai! 12$'

Ri! %.*&1$$ ! $.$%* Kmoli J9%&moli am gazosL

G !4600

22 ,4(273+20273

)(10 .039)

!1*1.%%*2 $.*#1 ! 16%.60 Kmoli am&hL

'oncentra iile amoniacului la intrarea i ie irea din coloan sub 3orm de rapoarte molare se

determin din datele de proiectare.

i + vol !(m%J9% &1$$m%am.g.) Q + molare Kmoli J9%&moli am.gL

i!YAi (1)1YAi

= 0.09310.039

=0.0405 Kmoli J9% & moli aerL

3G ! (1-)Gi! (1-$.*) $.$"$2!$.$$1012 Kmoli J9%& moli aerL

@n continuare8 se poate calcula con3orm ecua iei de bilan de mas debitul de amoniac separat in

coloan.

J! G(i- 3) Kmoli&hL

J! 16%.60($.$"$2-$.$$102)

J!.00%# Kmoli J9%&hL

Pentru a calcula consumul de absorbant

din coloan8 precum i concentra ia

amoniacului n ap la ie irea din coloan este

necesar tran area liniei de operare i a liniei (curbei) de echilibru pentru sistemul aer-ap-amoniac

Datele de echilibru pentru sistemul investigat sunt:

O(moli J9% &

moli ap)

$ $8$01

0

$8$0#2 $8$%1* $8$2%$ $8$*# $81$#1

(moli

J9%&mpli aer)

$ $8$1#

$

$8$0$$ $8$0"2 $8$"%" $8$$% $81$$

Oi! $

16


17/57

Pentru a determina consumul de absorbant din coloan se determin mai nt4i consumul minim

absorbant8 calculat din ecua ia de bilan de materiale corespunztoare stabilirii echilibrului ntre 3aza

si anume:

J! A (O3- Oi) ! Amin (O3< Oi)

Amin< consumul minim de absorbant

O3< concentra ia de echilibru corespunztoare lui i.

XAf =0.0505

Se determin din gra3ic O3corespunztor ordonatei iintersectate cu curba de echilibru. Din

ecua ia bilan de mas le echilibru se poate determina consumul minim de absorbant

Amin!N A

XAf =

7.2236

0.0505=141.6392

mol ap&h

'onsumul real de absorbant se calculeaz cu ecua ia:

A ! T Amin! 1.1 1"1.#%*0 ! 122.6$%1 Kmoli ap&hL

U < coe3icientul de e>ces al absorbantului (T ! 181....18%)

poi se determin pe baza ecua iei de bilan de mas concentra ia amoniacului n 3az lichid

la ie irea din coloan:

O3! J&A Oi moli J9%&moli ap

O3!NA

L=

7.2236

155.8031=0.0463 Kmoli J9%&moli 90BL

Bdat O3determinat8 se poate construi linia de operare. 'u rezultatele ob inute se calculeaz

debitele molare8 masice8 i volumice pentru amestecul gazos8 amoniac8 aer8 ap8 solu ie de amoniac si

concentra iile molare8 masice8 volumice din cele dou 3aze ale componen ilor.

mestecul gazos la intrarea n coloan:

Debite volumice

- mestec gazos: 7! "#$$ Km%&hL ! "#$$&%#$$ Km%&sL ! 1.0 Km%&sL17


18/57

- moniac: 7J9%! 7iKm%J9%&hL!"#$$$.$%* !1*." Km%J9%&hL! $.$"*6 Km%J9%&sL

- er. 7 aer! 7(1-i) Km%aer&hL ! "#$$(1-$.$%*) ! ""0$.# Km%aer&hL! 1.00* Km%aer&sL

Debite molare

a) - mestec gazos:

Mv

22,4(273+T273

)

Mv

22,4(273+T273

) moli&h8

4600

22.4(20+273273

)=191.3395

Kmoli&hL ! $.$2%1 Kmoli&sL

b) - moniac:

MvNH3

22,4(273+T273

)=

179.4

22,4(273+20

273) ! ."#00 Kmoli&hL ! $.$$0$ Kmoli&sL

- er a-b ! 1*1.%%*2 < ."#00 ! 16%.6% Kmoli&hL ! $.$21 Kmoli&sL

Debite masice

-c) mestecul gazos: aam g Vg&h8 .........Vg&s

am g! $.$%* 1 (1 < $.$%*) 0* ! 06.2%0 Kg&hL ! $.$$*0 Kg&sL

a am g! 1*1.%%*2 06.2%0 ! 2"2*.0*6# Kg&hL ! 1.21#" Kg&sL

-d) moniac: bJ9%! ."#00 1 ! 10#.62" KVg&hL8 $.$%20 KVg&sL

- er: m am.g< m J9%Q c-d ! 2"2*.0*6# < 10#.62" ! 2%%.""10 Kg&hL ! 1."610 Kg&sL

mestec gazos la ie ire din coloan:

Debite molare

- mestec gazos:GJ3! 16%.60 $.00%" ! 16".1$2#Kmoli am.g&hL!$.$211Kmoli am.g&sL

- J9%: J3! G3! 16%.60 $.$$1012 ! $.00%" Kmoli J9%&hL ! #.0 1$-2Kmoli J9%&sL

- er: G ! 16%.60 Kmoli aer&hL ! $.$21$ Kmoli aer&sL

18


19/57

Debite volumice

- mestec gazos: e3 ! 2.0*1 "%"2.12*# ! "%2$."%6 Km%&hL ! 1.0$6% Km%&sL

e) - J9%: J3 008" 273+T273 ! $.00%" 00."

273+15273 ! 2.0*1 Km%&hL ! $.$$1" Km%&sL

3) < aer G7! G008"273+T273 ! 16%.60 00."

288

273 ! "%"2.12*# Km%&hL ! 1.0$#*

Km%&sL

Debite masice

- mestec gazos: J3J9%Gaer! $.00%" 1 16%.60 0* ! 2%%#.0%## Kg&hL !

1."600 Kg&sL

- J9%: J3J9%! $.00%" 1 ! %.*6 Kg&hL ! 1.$2"* 1$%Kg&sL

- er: Gaer! 16%.60 0* ! 2%%0."%66 Kg&hL ! 1."610 Kg&sL

mestecul lichid la intrarea n coloan:

Debite molare

- mestec lichid: A ! 122.6$%1 Kmoli&hL ! $.$"%0 Kmoli&sL

- J9%: $ (Oi! $)

- er: A ! 122.6$%1 Kmoli ap&hL ! $.$"%0 Kmoli&sL

Debite masice

- mestec lichid: Am! 06$"."226 Kg&hL ! $.* Kg&sL

- J9%: $

- p: Am! A90B! 122.6$%1 16 ! 06$"."226 KVg&hL ! $.* KVg&sL

Debite volumice19


20/57

- mestec lichid: Am&Tap! 06$"."226&1$$$ ! 0.6$"" Km%&hL ! $.$$$ Km%&sL

- J9%: $

- p: Am&Tap! 0.6$"" Km%

&hL ! $.$$$ Km%

&sL

mestec lichid la iesirea din coloan:

Debite molare

- mestec lichid: AJ3! 122.6$%1 .01%# ! 1#%.$1# Kmoli&hL ! $.$"20 Kmoli&sL

- J9%: J3! AO3! 122.6$%1 $.$"#% ! .01%# Kmoli J9%&hL ! $.$$0 Kmoli J9%&sL

- p: A ! 122.6$%1 Kmoli ap&hL ! $.$"%0 Kmoli ap&sL

Debite masice

- mestec lichid: J3J9%A90B! .01%# 1 122.6$%1 16 ! 0*0.106 Kg&hL !

$.61% Kg&sL

- J9%: J3J9% ! .01%# 1 ! 100.#%10 Kg J9%&hL ! $.$%"$ KgJ9%&sL

- p: A90B! 122.6$%1 16 ! 06$"."226 Kg ap&hL ! $.* Kg ap&sL

Debite volumice

g) < amestec lichid:LMH2O+NAfMNH3

apa=

2927.1278

1000 ! 0.*01 Km%&hL ! 6.1% 1$-"Km%&sL

- J9%: g-h ! 0.*01 < 0.6$"" ! $.100 Km%&hL ! $.%"$6 1$-"Km%&sL

h) < ap A90B& Tap!2804.4558

1000 ! 0.6$"" Km%&hL ! .* 1$-"Km%&sL

III.2.. (ilan ul termic pentru coloana de absorb iebsorb ia poate decurge n condi ii izoterme sau neizoterme8 3unc ie de con inutul de solut

din coloan. st3el dac con inutul de solut este sczut n amestecul gazos8 e3ectul termic al

absorb iei este negliEabil8 procesul poate 3i considerat izoterm.

20


21/57

Aa un con inut mare de solut n amestecul gazos8 la contractarea cu cantit i mari de

absorbant8 e3ectul termic ce nso e te opera ia este mare. @nclzirea solu iei care circul prin coloan

poate 3i at4t de puternic nc4t are loc desorb ia solu iei. Pentru a

evita acest lucru se apeleaz la o rcire n trepte a amestecului

lichid care circul prin coloan8 prin montarea unor schimbtoare

de cldur n interiorul sau e>teriorul coloanei.

Pentru a estima e3ectul termic al absorb iei8 n cazul

sistemului aer-ap-amoniac respectiv pentru a calcula

temperatura 3inal a amestecului lichid la ie irea din coloan8 se

ntocme te bilan ul termic pe coloana de absorb ie. =cua ia

general de bilan termic are 3orma:

i

!i"t i=!es #

Wli8 Wl3< reprezint 3lu>urile termice introduse i ie ite din coloan de amestec lichid

Wgi8 Wg3< reprezint 3lu>urile termice introduse i ie ite din coloan ale amestecului gazos.

Wabs< reprezint 3lu>ul termic ce nso elte coloana de absorb ie

Wp< reprezint 3luzul termic pierdut n mediul ambiant prin pere i coloanei

i

!mi=!gi+!li+!a$s

#

!e#=!gf+!lf+!p

X9abs! - #8## Vcal&mol ! -#8## % "1*$ KE&molL

&pNH320

! %8260 % 1$"KE&mol VL

&pNH315

! %822* % 1$"KE&mol VL

Wg8i! G % 'p aer % /g8i Gi % 'p J9% % /g8i! G ('p aer i 'p J9%)/g8i 8 K?L

21


22/57

Wgi! $8$2%1 (0*11"862 $8$"$2 %8260 1$")0$ ! %11#.610 K?L

'p aer! 1$$2 E&VgV ! 1$$2068* ! 0*11"862 KY&VmoliL

'p ap! "81* VE&VgV ! "81*1$$$16 ! 2"0$ KY&VmoliL

Wl8i! A % 'p ap % /a8i! A % 'p ap % /a8i 8 K?L

Wli! $8$"%0 2"0$ 12 ! "660.1# K?L

Wabs! J(- ' 9abs) K?L

Wabs! .00%# 1$$$(#8#"1*$) ! 22"6*.06% K?L

! ,i

! %11#.6 "660.1# 22"6*.06% ! 1%22%6.%062 K?L

Wg3! G('p aer a3 % 'p J9%)/g38 K?L

Wg3! $8$2%1(0*11"862 $8$$1012 %822*1$$$$)12 ! 0%0$0."*$0 K?L

Wl3! A % 'p ap % /a3 AOa3 % 'p ap % /a3 ! A(1 Oa3)'p ap % /a38 K?L

Wl3! $8$"%0(1 $8$"#%)2"0$/a38 K?L

!l , # ! Wg3 Wl3 Wp ! 0%0$0."*$0 %"$6.**# /a3 6%0.%%*% ! 0"$%".60*2 %"$6.**# /a3 8 K?L

Wp< se adopt ca 3iind un procent din Wabs

Wp! 1 < %+ Wabs

Wp! 1 < %+ Wabs!1,555489.2873

100! 6%0.%%*% K?L

Wint! Wie

1%22%6.%062 ! 0"$%".60*2 %"$6.**# /a3 ( /a3! %08$6# '

/a3


23/57

Se calculeaz /a3din ecua ia de bilan ul termic i se veri3ic dac volumul ' p apadin Wl38 a 3ost

citit la temperatura corespunztoare. Se recalculeaz /a3cu 'p apcitit la /a3prima valoare ob inut.

Dup recalcularea /a3 se veri3ic dac di3erenta /a3 < /ai este mai mica dec4t 0$ '. Dac

di3eren a este mai mic dec4t 0$ ' atunci e3ectul termic al observa iei este considerat negliEabil i nu

este necesar rcirea ntre trepte a amestecului lichid din coloan.

III.2.4. )alculul diametrului coloanei de absorb ie

v! v3 %) *

2

4 ( D ! 4Mv) vf

D ! 41.2777)2.5493 ! 0,63814 ! $8*66 KmLv< debitul volumic de amestec gazos care circul prin coloan

D < diametrul coloanei de absorb ie

v3< viteza 3ictiv8 reprezint viteza cu care circul amestecul gazos prin coloana 3ar umplutur

Diametrul coloanei de absorb ie se calculeaz din debitul de amestec gazos care circul prin

coloan

v3< se calculeaz ca o 3rac iune din viteza de nec (adic viteza 3azei gazoase prin coloan8 la

care apare 3enomenul de nec al umpluturii)

v3! ($8 < $86) v

v3! $86 %.16## ! 0.2"*% Km&sL

7iteza de nec se calculeaz cu relatia lui Va3arov

lg (v +

2% a % g % ,l

0,16

g % -3

% l)= < 182(

LG )$802(

g

l )$8102

lg

(

v +22001.18640.326998

9,810.4052996,8291

)! $8$00 < 182( 0,043270,05107 )

0,25

( 1.1864996.8291 )0,25

23


24/57

lg(v0$8$1*261) ! -$8$12

v0 $8$1*261 ! 1$-$8$12! v0! 1$.12"#% ! v! %.16## Km&sL

a < supra3a a speci3ic a umpluturii (citit din tabelul cu caracteristicile umpluturii pentru inele

ceramice ,aschig cu dimensiunea 02>02>% KmmL)

a ! 0$$ m0&m%

n ! 2$0$$ corpuri&m%umplutur

Tg< reprezint densitatea gazului

Tg! Tg$T

0

Tl+T0 ; Tg$!28,9

22,4 ! 180*$1 KVg&m%L

Tg! 180*$1273

23,8543+273 ! Tg! 1.16#" KVg&m%L

Tl< reprezint densitatea lichidului

Densit ile se citesc la temperatura medie a 33azei lichide /l !TaiTaf

2

Tg! Tg$%

T0

Tl+T0 Tgo!28,9

22,4 KVg&m%L

l< vascozitatea lichidului la temperatura medie

l ! $8*61$-%Pa

g < accelera ia gravita ional (*861 Km 0&sL)

[ < 3rac ia de goluri al umpluturii

- ! $8"Km%&m%L

< reprezint o constant numeric care pentru umplutura din inele ,aschig are valoarea !

$8$00

A8G < debitul masic de absorbant respectiv gazul inert care circul prin coloan

A ! $8$"%0 KVmoli&sL G ! $8$21$ KVmoli&sL

24


25/57

III .2.5. )alculul &nal imii coloanei de absorb ie

Se calculeaz pe baza determinrii nl imii umpluturii din coloan. 9 u(nl imea coloanei de

umplutur)

9use poate determina prin trei metode

1. Din supra3a a de trans3er de mas

!) *

2

4 9u% a % \

\ < 3actorul de udare al umpluturii

0. Prin utilizarea no iunilor teoretice8 nl imea unit ii globale de trans3er i numrul unit ilor globale

de trans3er

9u! (5/)> % (J5/)>

> < gaz solid-lichid

%. 5tiliz4nd no iunile de nal ime echivalent cu o treapt teoretic(=//)

9u! n % =//

1. 'alculul nl imii coloanei din supra3a a de trans3er de masa

Supra3a a de trans3er de masa se poate calcula din ecua ia de trans3er de mas raportate la cele

dou 3aze

J! Vg % % X med K

moli A

s

J! Vl % % XO med Kmoli A

s

25


26/57

Vg8 Vl < reprezint coe3icien ii globali de trans3er de mas raportate la 3aza lichid si 3aza

gazoas. ZVl]S![

moli A

m2

% s kmoli A

kmoliap

]; ZVg]S!

[ moli A

m2% skmoli A

kmoliaer

]

X med8 XO med< reprezint 3or ele motrice globale ale trans3erului de mas cand raportarea se

3ace la 3aza lichid8 respectiv la 3aza gazoas.

'oe3icien i globali ai trans3erului de mas se calculeaz ce rela iile: 3unc ie de coe3icientul

individual de trans3er de mas din 3aza gazoas g8 i 3aza lichid l. cestea din urm 3iind

determinate cu aEutorul ecua iei criteriale corespunztoare sistemului investigat

- Pentru 3aza gazoas

Vg!

1

1

kg+

kH

kl

= 1

1

0.002959+

0.75

0.005962! $.$$012#"

[ moli A

m2% s

moli A

moli aer

]

9< reprezint constanta lui 9anrrR8 care pentru sistemul aer-ap-amoniac la /medare valoare.

V9! $82

g< se calculeaz din urmtoarea ecua ie criterial:

Shg! ' % ,eg$86 % Scg$8%%

Shg! $.12 (066.**")$.6 ($.612)$.%%! 6$.$%$%

' < o constant adimensional cu valoarea de $812

Shg< reprezint criteriul Sher^oad8 criteriu 3undamental

Shg!kg % d

*g g!/ hg* g

d

d < diametrul echivalent al corpurilor de umplere8 care se calculeaz con3orm rela iei:

26


27/57

7p!) d

3

6( d !

m

3

6 % 0p

) =

3

65,179106

) =

3

9,891106=0,0214 L

7p!

m[3 ]

1" =

10,7450200

=5,179106

7p< volumul corpurilor de umplere

n < numarul de corpuri de umplere

Dg < reprezint coe3icientul de di3uziune molecular al amoniacului n aer. Se calculeazutiliz4nd valoarea coe3icientului de di3uziune molecular a amoniacului n aer n condi ii de $ ' i 1

atm. plic4nd corec ia de temperatur si presiune

Dg! Dg $ % (TT0)3 /2

%p

0

p=17106(

296,8543

273)2/3

=19,2761106

Dg $ ! 1 % 1$-#Km0&sL

/ ! (1l+T0 )k=23,8543+273=296,85430

'riteriul ,eRnolds

,eg!4 % 2g

a % g=

4 %2,6356

2000,0189103=2788,9947

_g< 3lu>ul masic speci3ic de gaz inert care curge prin coloan

_g!4 % G

) % *2=

4 %0,051

) %0,157=

0,204

0,0774=2,6356

a < supra3a a speci3ic a umpluturii (a ! 0$$)

g< v4scozitatea dinamic a aerului la /med

g! $8$16* 'P ! $8$16* 1$-%Pa

27


28/57

'riteriul Schmidt

Scg!g

g % *g=

0,0189103

1,20219,27616=0,8157

Tg< densitatea gazului la temperatura medie

Dg< coe3icientul de di3uzie a J9%n 3aza gazoas

Se calculeaz ,eg i Sc gcu ecua iile de de3ini ie8 apoi Sh gcu aEutorul ecua iei criteriale. Dup

care se determin Vgdin ecua ia de de3inire a Sh g

g !/ hg % *g

d =80.0303

19.2761

10

6

0.0214 =0.07208 [ m /s ] Vg !

1

1kg+ kH

kl

[ moli NH

3

m2% s %

moli NH3

moli aer]g!

kg

0m= 0.07208

24.3572=2.9592103 Kmoli&m0sL

0m=22,4 %T

0+Tg

T0=

22.4273+23.8543273

=22.41.0873=24.3572 Km%L

- Pentru 3aza lichid

'oe3icientul global de trans3er de mas c4nd se raporteaz la 3aza lichid

V !

1

1

kg% kH+1

kl

= 1

1

0.0029590.75+

1

0.005962! $.$$1#1% [

moli NH3

m2% s

moli NH3

moli ap ]Pentru calculul coe3icientului individual de trans3er de mas din 3aza lichid lse 3olose te o

ecua ie criterial corespunztoare sistemului ales de 3orma:

28


29/57

Shl! ' % ,el$.6 % Scl$.2

Shl! $8$$# "282#10$86 2"#81#%$82! 0822

' ! $.$$# pentru umplutura cu inele ,ashig

Shl!kl % l

*l l!/ hl*l

l =

2.75751.8103

0.0000461=10.7668105 [ ms]

l < o lungime caracteristic care se calculeaz cu rela ia:

l !

(

l2

l2

% g

)1&%

!

[

(0,98103)2

996,8291

2

9,81

]

1 /3

=0,0000461 m

l8 Tl< v4scozitatea dinamic8 densitatea lichidului la /med

g < accelera ia gravita ional (*861)

Dl< coe3icientul de di3uziune al J9% n 3aza lichid

Dl! 186 % 1$-*Km0&sL

,el!4 % 2l

a % l=

4 %2,2325

2000,98103=45,5612

_l< 3lu>ul speci3ic masic de ap din coloan

_l !4 % L

) % *2=

4 %0,0432

)0,1572=

0,1728

0,0774=2,2325

a < supra3a a speci3ic a umpluturii

l< v4scozitatea 3azei lichide la /med

Scl!l

l % *l=

0,00098

996,82911,8103546,1763

Se calculeaz ,el i Sc lcu ecua ia de de3ini ie8 apoi se determin Sh lcu ecua ia criterial ale

ansamblului8 dup care 3olosind de3ini ia Sh lse determin l.

29


30/57

Vl!/ hl % *l

l =

2.75751.8103

0.0000461=10.7668105 [ ms]

l!

kl % l

M =

10.7668105996.829118 =0.005962

[moli ap

m2% s

]'u valorile determinate g i lse calculeaz coe3icientul global Vgrespectiv Vlcu rela ia de

de3ini ie:

Vg!

1

1

kg+

kH

kl

= 1

1

2.9592103+

0.75

5.9625103

=0.0021564=2.1564103

Vl!

1

1

kgkH+1

kl

= 1

1

2.95921030.75+

1

5.9625103

=0.0016173=1.6173103

J! Vg % % X med

J! Vl % % XO med

Se calculeaz 3or ele motrice globale medii:

- ,aportate la 3aza gazoas (X med)

X med!

YaiYaf

'Yaf

'Y ai d Ya

YaYA

[moli NH3moli aer]

X med!0.04050.001215

16.0022=0.002454

' Yaf

' Yai d YaYaYA

= 1 0 % ".... 1$! 1#.$$00

!Al

30


31/57

1 ! *10 $.$$16% ! 1.##6*; 0! *$ $.$$% ! 0.%;

%! 2#$ $.$$% ! 1.#6; "! "66 $.$$" ! 1.*20;

2! "$1 $.$$" ! 1.#$"; #! %1 $.$$2 ! 1.262;

! 0*$ $.$$" ! 1.1#; 6! 0$.0 $.$$2 ! 1.%21%;

*! %$$ $.$$" ! 1.0; 1$! %16 $.$$"2 ! 1."%1.

ntegrala de la numitorul ecua iei se calculeaz printr-o metod gra3ic cu datele determinate

din tabelul de mai Eos:

R R R- R 1

3A3A

Ri $.$"$2 $.$%0 $.$$%% %$%.$%$%

R1 $.$%# $.$%% $.$$% %%%.%%%%

R0 $.$%0 $.$06% $.$$% 0$.0$0

R% $.$0 $.$0%% $.$$% 0$.0$0

R" $.$00 $.$166 $.$$%0 %10.2

R2 $.$1 $.$1%* $.$$%1 %00.26$#

R# $.$1% $.$1$* $.$$01 "#.1*$"

R $.$$* $.$$ $.$$0 2$$

R6 $.$$# $.$$"% $.$$1 266.0%20

R* $.$$% $.$$0 $.$$1 1$$$

R3 $.$$1012 $ $.$$1012 60%.$"0

Se reprezint gra3ic1

YAYA in 3unc ie de

'u valorea integralei determinate gra3ic se calculeaz X med

- ,aportarea la 3aza lichid

31


32/57

XO med!

XaiXaf

' Xaf

' Xai d Xa

XA XA

; [moli NH3moli aer]

XO med!0.0405016.0022

=0.003179

' Xaf

' Xai d Xa

XA XA

= 1 0 ... 1$! 1".2#%#

1! ###.#### $.$$0 ! 1.%%%%; 0! 2%%.%%%% $.$$%2 ! 1.6###;

%! "$$ $.$$%2 ! 1."; "!(400+333.3333 )0.005

2=1.8333 ;

2 !(333.3333+285.7142 )0.0045

2= 1.%*06; # !

(285.7142+222.2222 )0.0062

=

1.20%6;

! 000.0000 $.$$22 ! 1.0000; 6! (250+222.2222 )0.0062 = 1."1##;

*! 02$ $.$$" ! 1; 1$! 02$ $.$$#% ! 1.22.

ntegrala de la numitorul ecua iei 3or ei motrice medii raportat la 3aza lichid se calculeaz

prin metoda gra3ic mentionat anterior pe baza tabelului:

> > >- > 1

4A4A

>i $ $.$$12 $.$$12 ###.####

>1 $.$$0 $.$$%2 $.$$12 ###.####

>0 $.$$22 $.$$2 $.$$02 "$$

>% $.$$* $.$112 $.$$02 "$$

>" $.$1" $.$1 $.$$% %%%.%%%%

>2 $.$162 $.$00 $.$$%2 062.1"0

32


33/57

># $.$0"2 $.$0* $.$$"2 000.0000

> $.$% $.$%"2 $.$$"2 000.0000

>6 $.$%# $.$" $.$$" 02$

>* $.$" $.$"" $.$$" 02$

>3 $.$"#% $.$2$% $.$$" 02$

Se reprezint gra3ic1

XA XA in 3unc ie de O

'u aEutorul integralei determinate gra3ic se calculeaz XO med

'on3orm J! Vg % % X med i J ! Vl % % XO med se calculeaz aria de

trans3er de mas n cele dou 3orme

g!NA

.g % 'YAmed=

0.00145

0.00215640.002454=274.0085 [ m2 ] ;

J! 2." moli&h ! $.$$1"2 Kmoli&sL;

l!NA

l % ' XA med=

0.00145

0.00161730.003179=282.0245 [ m

2 ] ;

ria de trans3er de mas poate 3i scris sub 3orma:

\ ! $8*

a ! 0$$

D ! $.*66 KmL

!) *

2

4 % 9u % \

9u!4A

) *2

% a % 5 9ug!4274.0085

)0.798822000.9=3.0375

KmL

33


34/57

9ul!4282.0245

)0.798822000.9=3.1264

KmL

Se calculeaz 9udin cele dou arii (g8l) dup care 9use determin:

9u!H6g+H6l

2=

3.0375+3.12642

=3.08195 KmL

0. @nl imea coloanei de absorb ie se calculeaz in

3unc ie de nl imea umpluturii la care se adaug

nl imea par ii superioare i in3erioare

9in3se calculeaz ca sum intre nl imea capacului(9c)

9in3! 9c 91! $.%0* 1.0 ! 1.20* KmL

91! 180 m

9sup! 9c 90! $.%0* 1." ! 1.0* KmL

90! 18" KmL

h ! $81%

9c! h *

4 9c! $.1% 0.7988

4 ! $.%0* KmL

9col! 9sup 9in3 9u! 1.0* 1.20* %.$61* ! #.%"1% KmL

. Determinarea nl imii umpluturii din numarul de trepte teoretice i nl imea echivalent

cu o treapt teoretic

9n! n % =// ! 1$ $.1##$ ! 1.##$ KmL

n ! 1$

=// (nl imea echivalent cu o treapt teoretic) este o 3unc ie de marimea i 3orma

umpluturii8 marimea aparatului8 materialul prelucrat8 de hidrodinamica lichidului si modul de

contactare

34


35/57

=// se poate determina e>perimental sau se poate calcula cu rela ii empirice

,ela ia lui Var3orav

=// ! 0$$(-a )1,2

% 1

v f1,4 ! 0$$

( 0.74200 )

1.2

1

2.54930.4

! $.1##$

Jumrul de trepte teoretice (n) se determin gra3ic din trasarea unei succesiuni de drepte

pornind din puncul de coordonate (38 i) i (O i8 O3)

Jumrul de puncte de pe curba de echilibru este egal cu numarul de treppte teoretice de

contact.

III.2.6. #ispoziti+e interioare ale coloanei de absorb ie

)alculul hidrodinamic al talerelor

Din calculul hidrodinamic se determin cderea de presiune pe un taler care se va utiliza apoi

pentru a se veri3ica distanHa (3) dintre talere care au 3ost adoptat. Pentru o bun 3uncHionare a

coloanei: H >1 ,8' p

1g

p cderea de presiune pe un taler;

1 densitatea medie a lichidului pe ntrega coloan8 Kg&m%L;

g acceleraHia gravitaHional8 Km&s0L.

'derea de presiune pe un taler per3orat (Xp) se calculeaz cu suma a % termeni KL:

p = pusc + p+ pgl

pusc cderea de presiune pe talerul uscat;

p cderea de presiune datorit 3orHelor tensiunii super3iciale;

pglcderea de presiune prin stratul gaz < lichid de pe taler.

35


36/57

'derea de presiune pe talerul uscat se calculeaz cu relaHia:

pusc= * gv02

2

- coe3icient de rezistenH egal cu 1860 pentru S$! ($8$ ` $81)S Ni egal cu 18"2 c4nd S$! ($811 `

$802)S;

g densitatea 3azei gazoase8 Kg&m%L;

v0 viteza gazului prin ori3iciile taalerului8 Km&sL.

7iteza gazului n ori3iciile talerului se detrmin cu ecuaHia debitului:

v0=4Mv

)d0

2"

Mv debitul 3azei gazoase8 Km%&sL;

d0 diametrul ori3iciilor talerului8 KmL;

n numarul de ori3icii de pe un taler.

'derea de preiune cauzat de tensiunea super3icial a lichidului se calculeaz cu rela ia:

p =47dech =

47d

0

tensiunea super3icial a lichidului de pe taler8 KJ&mL;

dechdiametrul echivalent al ori3iciilor talerului KmL;

d0- diametrul ori3iciilor8 KmL;

'derea de presiune prin stratul gaz < lichid de pe taler este dat de ecua ia:

pg1= 1,3 * g * k * 1(hp+ h)

H = ( Mv 1

1 ,85pk)2/3

36


37/57

hp nl imea pragului deversorului8 KmL;

h - nl imea nivelului lichidului deasupra pragului de preaplin8 KmL;

Mv1 debitul volumic de lichid8Km%&sL;

p perimetrul tubului deversor8 KmL;

k densitatea relativ a stratului de gaz < lichid8 !g1

1 ;

g1 cantitatea amestecului gaz < lichid de pe taler8 Kg&m%L.

Perimetrul tubului deversor se calculeaz a a cum este speci3icat n capitolul .1.

'u ecua ia (.0.102) se calculeaz Xp i apoi se veri3ic dac distan a dintre talere (9) a 3ost aleas

utiliz4nd ecua ia (.0.10").

#ispoziti+e interioare pentru coloane cu umplutur"

Dispozitivele interioare care se utilizeaz n cazul coloanelor cu umplutur sunt grtarele de

sus inere a umpluturii8 distribuitorele i redistribuitoarele pentru 3aza lichid.

r"tare de sus inere

Dintre cele mai vechi i mai simple grtare de sus inere a umpluturii sunt plcile per3orate care i

mai gsesc i astzi o larg utilizare n special c4nd se lucreaz cu debite mici de lichid i gaze.

Sec iunea liber pentru trecerea celor 0 3aze este mai mic dec4t n stratul cu umplutur3apt care

deterin n cazul unor ebite mari de lichid i de gaz o cdere mare de presiune i o reducere a

e3icacit ii coloanei.

5n alt tip de grtar utilizat 3recvent este cel prezentat n 3igura:

37


38/57

cest grtar este con3ec ionat din mai multe platbande 3i>ate

prin sudur de o plac de baz8 distan a dintre platbande 3iind ast3el

aleas nc4t sec iunea liber a grtarului s 3ie egal sau mai mare

dec4t cea a umpluturii. Pentru a nu permite cderea inelelor printre

platbande acestea se acoper cu c4teva straturi de corpuri de

umplere cu dimensiuni mai mari sau se acoper cu o sit metalic.

@n locul platbantelor se pot utiliza bare din metal sau plci din gresie

dac mediul este coroziv.

Aiteratura indic i alte tipuri de grtare suport cum sunt cele 3ormate din mai multe grinzi din

tabl per3orat cu ori3icii de 3orm alungit sunt 3i>ate pe o plac de baz de asemenea per3orat.

Sec iunea liber de trecere a 3azelor este mai mare de 62+.

#istribuitoare pentru faza lichid"

Distribuitoarele pentru lichid au rolul de a asigura o repertizare uni3orm a absorbantului pe

ntreaga supra3a transversal a coloanei.

,ealizarea unei distribu ii uni3orme a

lichidului determin o e3icacitate ridicat a

coloanei de absorb ie cu umplutur.

Distribuitoarele tip du se con3ec ioneaz

dintr-o eav central de alimentare prevzut

cu rami3ica ii 3ig..0.1*.a.8 din mai multe inele

concentrice din eav 3ig. .0.1*.b. sau dintr-o

eav cu duz la un capt i de3lector 3ig.

.0.1*.c.

ceste distribuitoare sunt recomandabile c4nd presiunea lichibului este mai mare i c4nd

absorbantul este lipsit de impurit i mecanice. Debitul speci3ic de absorbant este de 02 m %&m0h i

presiunea necesar este de $8%2 ` 18"$ J&cm0.

Distribuitoarele tip taler 3ig. .0.0$ sunt 3ormate dintr-o plac cu diametru de 02$`16$$ mm

prevzut cu ori3icii circulare n care se 3i>eaz evi de distribu ie av4nd diametre cuprinse ntre 02 i

2$ mm.

38


39/57

Pentru coloane cu diametru de peste 0 m se pot utiliza dispozitive

sub 3orma unor plci plane per3orate cu guri de diametre 2 < # mm i

care sunt nconEurate de un contur crenelat av4nd rolul unui deversor8

3ig..0.01.

@n 3ig. .0.00 este prezentat un dispozitiv de distribu ie cu

Egeaburi care este 3ormat dintr-un anumit numr de Egeaburi

prevzute cu creneluri n 3orm de 7 pe pere ii laterali. Sunt

recomandate pentru coloane cu diametre mari i pot realiza

distribu ia uni3orm a unor debite speci3ice de 2`10$ m %&m0h.

Distribuitoarele cu preaplinuri8 se utilizeaz la coloane cu

diametre mici. =le sunt 3ormate dintr-o plac suport prevzut cu ori3icii n care se 3i>eaz evi cu un

decupaE n 3orm de 7.

@n 3ig. .0.0% este reprezentat schi a unui distribuitor tip pianEen

care central are 3i>at un perete deversor av4nd rolul de a uni3ormiza

curgerea absorbantului. 'a urmare a nchiderii hidraulice8 gazul nu a

ptrunde prin evi.

edistribuitoare pentru faza lichid"

Jecesitatea utilizrii mai multor straturi de umplutur ntr-o coloan determin 3olosirea unor

dispozitive pentru redistribuirea lichidului. Pentru redistribuirea absorbantului pot 3i utilizate

dispozitivele de distribu ie sau dispozitive speciale cunoscute sub denumirea de redistribuitoare.

39


40/57

st3el de dispozitive de redistribuitoare a lichidului const din dou plci suprapuse care

ndeplinesc rolul de suport8 redistribuitor8 alimentare i evacuare a 3azelor. Placa superioar este

identic cu grtarul de sus inere8 iar placa in3erioar este prevzut cu ori3icii cu diametru de %-2 mm

i ori3icii de diametru %-1$ cm n care se 3i>eaz evi. Dispozitivul are nl imea total egal cu %2$

mm.

'onurile de distribu ie sunt cele mai simple dispozitive pentru redistribuirea 3azei lichide care

diriEeaz lichidul ce se scurge pe corpul interior al utilaEului ctre a>ul acestuia. ceste dispozitive se

a eaz unul 3a de altul la distan a de (182`0) din diametrul coloanei i prezint ca dezavantaE

principal mic orarea sec iunii coloanei.

'onurile cu guri tan ate sunt mai complicate din punct de vedere constructiv8 dar asigur o

ngustare mai redus a sec iunii aparatului.

5n alt dispozitiv pentru redistribuire 3oarte simpl const dintr-un buzunar ngust 3i>at de mantaua

utilaEului de la care pleac radial nclinat trei sau mai multe evi. Prin evi lichidul adunat n

buzunarul dispozitivului se scurge spre a>ul utilaEului.

III.2.*. )alculul pierderilor de presiune la curgerea gazului prin umplutur"

'oloana este prevzut cu o nchidere hidraulic de nl ime 9 a crei valoare se calculeaz din

pierderile de presiune din coloan ce depind la r4ndul ei de pierderile de presiune la trecerea ei prin

umplutur.

9 !89h

g=

7737.2742

9999.81=0.7895 KmL

Xph ! 182 % Xpum! 1.2 2126.1606 ! %.0"0

Xpum! V % Xpusc! 1.$"6 "**.0$02 ! 2126.1606

Xph < reprezint pierderea de presiune prin coloan

care se calculeaz 3unc ie de pierderea de presiune pe umplutura umectat8 aceasta din urm se

calculeaz 3unc ie de pierderile de presiune pe umplutura uscat (Xp usc) i coe3icientul V care depinde

de natura i debitul speci3ic de absorbant8 dar si de caracteristicile umpluturii.

40


41/57

V ! (11.651010a3

- A)

3

=(11.6510102003

0.740.022)

3

=1.0748

< parametru de stropire

! % 3

(

2 l

l)2

a

-3 $

2g =3

3

(2.2325

999 )

2

200

0.743

0.5533

29.81=3

3

0.00006951

! 30.041116=0.1233

_l< debit speci3ic al 3azei lichide Vg&m0 % s

b !1.74

l0.3=

1.74

45.56120.3=0.5533

'derea de presiune pe umplutura uscat a coloanei se calculeaz cu rela ia Vasatim-anian

Xpusc!

H6

de gv

2

2= %.0%#

3.08195

0.0148 1.18643.4452

2=4799.2025

< coe3icientul de 3recare la curgerea gazului prin stratul de umplutur. Se calculeaz cu una

din rela iile 3unc iei de volum ,e g.

,eg!4 gvf

ag=2788.9947

,egZ"$ ( !140

g

,eg]"$ ( !16

g0.2=

16

2788.99470.2=3.2736

9u< nl imea umpluturii

41


42/57

de< diametrul echivalent al umpluturii

de!4-

a =

40.74200

0.0148 KmL

v < vitaza de circula ie a gazului prin golurile umpluturii

v !vf

-=

2.5493

0.743.445 Km&sL

III.2.,. )alculul racordurilor din coloana de absorb ie

'oloana de absorb ie este prevzut cu raportul de intrare si ie ire a 3luidelor. ,acordurile

asigur conectarea cu celelalte utilaEe din instala ie8 3iind 3ormat dintr-o eav i o 3lan .

Brice diametru de racord se calculeaz din debitul de 3luid care circul prin acel racord.

m! T%

v%

) d2

4 (

d !

4 % Mm

) % % vl KmL

m< debitul masic de 3luid care circul prin racord

T < densitatea 3luidului la temperatura de intrare n racord

v < viteza de circula ie a 3luidului in racord. Se adopt n 3unc ie de natura 3luidului care circul

prin racord:

- Dac 3luidul este un gaz v ! 1$ < 0$ m&s

- Dac 3luidul este lichid v ! $82 < 0 m&s

Dup calculul lui d8 acesta se standardizeaz (se alege din stasul de racorduri valoarea imediat

superioar)

dS/S! de>t> s s < grosimea pere ilor

Pentru coloana de absorb ie se calculeaz:

42


43/57

- ,acordul de alimentare a absorbantului

d1 ! 4 % Lm) % v l %

=40.0498)1999=0.6347103=7.9668103 KmLdS/S! 018%>%80 KmmL

- ,acordul de evacuare a amestecului lichid ap-amoniac

d0 ! 4 % Mvl2

)%vl =40.000813)1 =0.0003294=0.01815 KmL

dS/S! 02>%.0 KmmL

- ,acordul de alimentare a amestecului gazos n coloan

d% ! 4 % Mvgaz

)%vg =40.00792)15 =0.6722103=0.02592 KmL

dS/S! %6>%8# KmmL

- ,acordul de evacuare a aerului cu pu in amoniac din coloan

d" ! 4Mv

)vg=41.4822)15 =47.1238=6.8646 KmL

dS/S! "1*>2 KmmL

Aungimea racordului se adopt l I 1$$ mm dac utilaEul nu este

izolat termic. ceast lungime este necesar pentru a asigura accesul la 3lan

III. #imensionarea coloanei de desorb ie

III..1. (ilan de materiale pe coloana de desorb ie

Desorb ia J9 %n aceast coloan se 3ace cu abur saturat la 0 ata8 o parte din acesta condens4nd

i ced4nd cldura necesar desorb iei8 iar alt parte 3iind utilizat pentru antrenarea gazului desorbit.

43


44/57

m ab! mc ma

Fi! 3

OFi! Oa3

'oloana de desorb ie este identic cu coloana de asorb ie

/oate debitele reprezentate pe 3igur sunt debite masice. 'oncentra iile reprezentate sunt

rapoarte masice

m ab< debitul masic de abur saturat necesar n coloan. =ste o sum ntre debitul de abur care

condenseaz n urma cedrii cldurii necesare desorb iei ( mc) i debitul masic de abur necesar

antrenrii (ma)

Fi8 F3 - reprezint concentra ia solutului din 3aza gazoas la intrarea i ie irea din

coloan(Fi! 38 F3urmeaz a 3i calculat)

OFi8 OF3< concentra ia J9 %n 3aza lichid la intrarea i ie irea din coloan(OF i! Oa38 OF3


45/57


46/57

%16%16.1%10 012$0".*#2# ! "6%.6#$10 ""$*.#2$2 11%1.26#6"

2%%%"%.$*#6 ! 2%%%"%.$*2

Wab8i - reprezint con inutul de cldur al aburului saturat ce alimenteaz

Wl8i- reprezint con inutul de cldur al amestecului lichid (ap-amoniac)

Wg83- reprezint con inutul de cldur al 3a 3azei gazoase (abur-amoniac)

Wl83- reprezint con inutul de cldur al 3a 3azei lichide (absorbantul)

Wp< reprezinta pierderile de cldur cu mediul e>terior

/sat! 11*.#$

' ; /li! #$$

'; /l3! /sat; a ! "+ ! $.$"; /g3! /sat;

Wab8i! (mc ma)iab

Wab8i! m8ab iab! $8$102%62"# 01%*$6 ! %16%1681%10 K?L

iab! 'pl/sat r E&Vg

iab! "0%$ 11*8# 00$6 1$%! 01%*$6

'pl< citit din tabelul cu propriet ile apei la / sat(E&VgV)

r < citit la /satdin tabelul cu propriet ile aburului (E&Vg)

r ! 00$6 1$%KE&gL

Wli! Acpl/li A OFi'p/li! A('pl O3'p)/li

Wli! $.* ("16$ $.$"#% *$6$.*#0%2%) #$ ! 012$0".*#2# K?L

'p! a b/ c/0

a ! %280#

b ! 0#8"1$-%

c ! $

'p/li! *$6$8*#0%2%

'p/sat! *"#68#*$%2

46


47/57

'pl/li! "816 1$% KE&gVL

'pl/sat! ".0% 1$%KE&gVL

Wg3! maiab JF'p/g3

Wg3! $.$102%62"# 01%*$6 $.$%#$# *"#6.#*$%2 11*.# ! "6%.6#$10 K?L

Wl3! (A mc)'pl/l3

Wl3! ($.* $.1$"206) "0%$ 11*.# ! ""$*.#2$2 K?L

Wp! amaiab

Wp! $.$" $.1$"206 01%*$6 ! 11%1.26#6" K?L

a ! (%-2)+

a ! " + ! $.$"

(mc ma)iab A('pl O3'p)/li! maiab JF'p/g3 (A mc)'pl/l3 amciab

Din aceast ecua ie se de3ine te debitul masic de abur (mc) care condenseaz dup ce n

prealabil s-a calculat debitul de abur care antreneaz J%.

m.a< se calculeaz pe baza ipotezei c 182 volum de abur antreneaz un volum de component

182 Mmaa

= NA

;

NH3 M ma!

1

1,5a

NH3NA

;

m.a! $.$102%62"#

Ta< se ia din tabelul cu propriet ile aburului

m.c!NA

; &pATsatTgf+L&pl

TsatTlfL (&plTli+XAf&pA

Tli )Tliia$(1a)&pl

TsatTl .f

m.c!

0.03606779468.769035119.5+0.7794230.119 .60.779( 4180+0.04639080.962353 )602713908(10.04 )4230119.6 =

47


48/57

Mm. c=219922.7663

2099443.68=0.104752877

m.ab! m.c m.a! $.110*1"0%

III... )alculul izola@iei termice a coloanei de desorb@ie

'oloana de absobHie si desorbHie trebuie isolate termic8 pentru a se evita pierderile de caldur8 darNi din motive de securitate a muncii.

zolaHia termic se realizeaz cu material izolante cu 3oartemic8 con3orm legii ourier8 care trebuie s ndeplineasc o serie de

condiHii:s aib un coe3icient de conductivitate termic cat mai mic ()8s nu absoarb ap8 sa aib o densitate c4t mai mic8 s aib orezistenH mecanic sii chimic bun n condiHii de lucru;

s nu 3ie corozive sau to>ice;

s 3ie ie3tine Ni uNor de prelucrat.

'a material izolant pentru coloana de desorbHie se allege vata de sticl cu iR! ^&m grad (pavlov)Ni de grosime iz!($8$0`$8$") m.

'alculul izola iei presupune adoptarea unor valori a grosimii izola iei i veri3icarea 3lu>ului pierdut spre e>terior8 pierdut de coloanele izolate8 comparativ cu 3lu>ul pierdut n cazul coloanei neizolate.

Wpiz ! 2 +Wp

Wpiz ! V X/med! $.260% 1.2$0 1$*.# ! 111.%1$* ?

- coe3icientul global de trans3er de cldur prin coloana izolat;

!< supra3a a coloanei izolate;

"#ed< 3or a motrice global medie a tran3erului.

! (D0 iz) 9 ! ($.*66 0 $.$") #.%"1%

! 1.2$0 Km0L

X/med ! /sat< /0! 11*.# < 1$ ! 1$*.# $'

48


49/57

=

1

1

OL+

=iz

>iz+1

OL10

4 ?/m2 grad

Deoarece valoarea primelor 0 rezisten e sunt de ordinul 1$ -"8 mult mai mici dec4t valoareaapro>imativ a celorlalte 0 rezisten e termice (izolant si strat limit de partea aerului). Primele 0

rezisten e se pot negliEa8 a..:

=

1

=iz

> iz+1


50/57

' ! 11."0*"

a /p00 b /p0 c ! $

/p0! $+

$

2

4

ac2a !10.0066+11.4294

20.07 ! 12%.11"0

'u valoarea calculat a lui /p0 se determin C0.

Se compara 3lu>ul pierdut din coloan8 cu 3lu>ul pierdut din coloana de desorb ie i se calculeaz:

Wiz 2 + Wp

III..4. )alculul racordurilor coloanei de desorb ie

Diametrul 3iecrui racord se calculeaz din ecua ia debituluivolumetric care circul n acel moment:

d&= 4Mv)v

7iteza se adopt 3unc ie de natura substan ei care circul prin substrat:

v ! $82 0 Km&sL pentru 3aza l_;

v ! 1$ ` 0$ Km&sL pentru gaze8 vapori.

Dup calcul se standardizeaz :

1 < racord de alimentare a aburului saturat n coloana de desorb ie:

d1!

4Mva$

)v ! 40.129841605)20 !

0.008265973 ! $.$*$*1 KmmL

vab!

Mma$a$

=0.11729

1

1.107

=0.129841605 Km%&sL

dS/S! 1$6>".2 KmmL

0 < racord de introducere a gazului inert:

50


51/57

d0! 41.2777)20 =0.08134 ! $.0620 KmmLdS/S! %0%.*>2 KmmL

- =ste egal cu racordul de evacuare a gazului inert din coloana de absorb ie:

% < racord de alimentare a coloanei de desorb ie cu 3aza lichid8 diametrul racordului este egal cudiametrul racordului de evacuare&ie ire a coloanei de absorb ie a 3azei lichide:

d%! 40.000813)2 =0.0005175=0.02275 KmmLdS/S! %$>%.0 KmmL

" < racord de evacuare a 3azei gazoase din coloana de desorb ie (gaz inert i abur ce antreneaz amoniacul ):

v ! Gv Mma$

a$ ! 1.0$#*

0.11729

1

0.107! $.12# Km%&sL

Gv ! 1.0$#*

d"!

40.1567

)20 =0.009976=0.09988 KmmL

dS/S! 1$6>".2 KmmL

2 < racord de evacuare a 3azei lichide din coloana de desorb ie:

v ! Av Mmc

ap ! $.$$$61% 0.104752

943.32 ! $.$$$*0" Km%&sL

110120110120

= 110119.6

110119.6 951943110120

= 951119.6

110119.6

119.6=951

(951943 )(110119.6)110120

=943.32 Kg&m%L

d2 ! 40.000924)2 =0.0005882=0.02425 KmmLdS/S! %$>%.0 KmmL

51


52/57

Aungimea racordurilor se adopt ca 3iind grosimea izola iei termice8 plus 1$$ ` 0$$ mm.

III.4. )alculul pompei centrifuge

Pompa centri3ug este un utilaE care trans3orm enrgia mecanic n energie hidraulic.

Din punct de vedere constructiv e>ist pompe cu elemente mobile (pompe cu piston)8 pompe rotative(pompa centri3ug) Ni pompe 3ar elemente mobile.

Pompa centrifug" are un debit constant Ni uNor de reglat prin amplasarea unor robineHi sauventile pe conducta de re3ulare.

@n plus ele sunt utilaEe ie3tine8 pot 3i cuplate direct la motor8 ocup spaHii mici Ni pot transportamateriale corozive8 de aceea pentru transportul soluHiilor de J9%din instalaHia de separare se alege

utilizarea pompei centri3uge.

Se urmreNte calculul puterii pompei centri3uge. 'alculul se realizeaz pentru pompa centri3ugcare transport soluHiile amoniacale din rezervorul de aNteptare prin recuperatorul de cldur sprecoloana de desobHie.

Puterea pompei se calculeaz cu relaHia:

P!8 p totMv1000T !

283060.39560.00081310000.5

=0.4602 K?L

Xptot< cantitatea total de energie imprimat unitHii de lichid care trebuie transportat.

Z Xptot] ! pa!N

m2 !

#

m3

Mv debitul volumetric de transportat;

'" randamentul total al agregatului de pompare.

/! $8" ` $8# ! $.2 =nergia total necesar transportului unitHii .... se calculeaz con3orm ecuaHiei .... ca o sum intre "termeni:

Xptot! Xpstatic Xpdinamic Xpgeom Xpp

Xptot! *"6#0. 110".20#% 1$%%.$%*6 *$$.10*2 ! 06%$#$.%*2# 8 KE&m%L

Xpstatic!p0< p1! (0ata < 18$%%) *861 1$"! *"6#0. Pa

52


53/57

Xpdinamic ! v2

2

2=

995.0242.26032

=1124.5263 Pa

v% viteza de transport a soluHiei amoniacale prin conducta de transport;

Se alege diametrul conductei de transport egal cu cel al transportului de evacuare a 3azeilichide din coloana de absorbHie.

70v ! v0) d2

4 v0!4Mv) d2 ! 0.0#$% Km&sL

v ! A J3 8 Km%&sL

Xpgeom! Tl g X9

Xpgeom! **2.$0" *.61 11 ! 1$%%.$%*6 Pa

H distanHa masurat pe vertical;

Pentru a determina B3 se realizeaz schiHa de amplasare a utilaEelor dimensionate la scar8 semsoar B3 ntre secHiunile menHionate Ni apoi se calculeazpge#

H = (11 1!=11"m#

$$= $f% $rl% $sch

Xpp! 11."12 "266.#26 2$$ ! *$$.10*2 Pa

Pierderile de presiune conHin % termeni: ppprin 3recare la curgerea soluHiei prin conduct8 Bpf8 ppprin recuperatorul de cldur8 Bpsch.

Xp3! L

d lv2

2

2 ! $.$"2

23

23.6995.0242.26032

2! 111."12 Pa

> lungimea traseului conductei pe care se realizeaz transpotul. Se msoar pe schiHa de amplasare

a utilaEelor: A C2$ @ 25D

E > coe3icientul de 3recare. Se determin gra3ic din diagrama lui oodR 3uncHie de criteriul ,e si d&e .e < pentru conducte c4t mai rugoase.

d

e=

18.6

0.67 ! 0.#11

=

l v2d

l !

995.0242.260318.6

0.83103 ! 2$"$".*16

53


54/57

! $.$"2

Xprl!

i

ilv22

2! 0*.%"20

995.0242.26032

2 ! 02"1.##* Pa

Pe conducta de transport sunt amplasate urmtoarele rezistenHe locale: 2 coturi de *$$8 0 ventilenormale8 o intrare si o ieNire din conduct.

i

i=5900+2B ! 2 0.1$0" 0 6.#### 1 1 1 $.2 ! 0*.%"20

Xpsch! 2$$$ Pa

'derile de cldur pe recuperatorul de cldur se adopt de ordinul miilor de Pa.

Dup calculul ... se determin puterea instalat care se calculeaz cu:

Pinst! P ! 1. $."#$0 ! $.60% 8 V?

- coe3icientul ales dintr-un tabel pentru puterea calculat(Pavlov capitol: pompe centri3uge-pagurm). ! 1.

III.5. #imensionarea rezer+orului

t ! % KhL ! 1$6$$ KsL

v ! 0.*01 Km%&hL ! $.$$$61% Km%&sL

7olumul de soluHie depozitat va 3i: 7 ! v t ! $.$$$61% 1$6$$ ! 6.6$" 8 Km%L

Se adopt un anumit coe3icient de umplere al rezervorului notat cu = 0, 0, . n acest caz

volumul rezervorului este: 7rez!0

C !8.7804

0.8 ! 1$.*22 Km%L

Mv debitul volumetric de soluHie amoniacal evacuat din coloana de absorbHie.

@nlHimea Ni diametrul rezervorului se calculeaz con3orm urmtoarei ecuaHii:

7rez!) *2

4H 8 m% D !

3

40rez

)a = 3 410.9755)2 = 36.9872 ! 1.*11 8 KmL

Se adopt raportulH* ntre a = (1& '&!H = a )! 0 1.*11 ! %.60%" "m#

54


55/57

Dac volumul rezervorului calculat 3uncHie de volumul de soluHie depozitat este mai mare de 2$

m%atunci se 3olosesc mai multe rezervoare a cror numr nse determin ca raport ntre: n =0

50

, urm4nd ca dimensionarea rezervorului (9 Ni D) s se e3ectuieze pentru 2$ m%.

I-. )!8M8 #0 M'T0II PIM0 FI '8=II'0

ateria prim pentru coloana de absorbHie o constituie:

- bsorbantul (a) < ce este introdus n coloana de absorbHie cu un debit de Am (g&h);Am ! 06$"."226 Kg&hL;

- mestecul gazos aer-amoniac cu un debit de la intrare (g&h 8 m%

&h)m. g. aer-J9%! 06.2%0 Kg&hL

Jecesarul zilnic:

- p < Am 0" ! 06$"."226 0" ! #%$#.*%*0 Kg&ziL;- mestec gazos < amestec gazos 0" ! 06.2%0 0" ! #6".#6 Kg&ziL.

ateriile prime au>iliare necesare n instalaHia de separare a J9%sunt:

- bur saturat de 0 ata: mab! ma mc!$.110 8 Kg&sL 0"- =nergia electric: P ! $."#$0 8 K?L;

Jecesarul zilnic de abur saturat de 0 ata este de:

mab8zi! mab 0" %#$$ ! $.110 0" %#$$ ! 1$10#.$6 Kg&ziL

-. P(0M0 #0 )GI80

aterialele metalice sau nemetalice su3er n timpul e>ploatrii un proces de degradarechimic sau electrochimic.

/&une2este un proces comple> de distrugere a materialului datorit acHiunii mediului cucare vine n contact prin procese chimice Ni electrochimice ce se des3Noar la inter3aHa metal igen8 coroziune cu reducere de ioni 3erici.

55


56/57

@n industria chimic se nt4lnesc 3recvent coroziuni prin reducerea ionilor 3erici8 datoritcontactului dintre metal Ni soluHii de diverse substanHe chimice.

&nc&p2l&& 42c5& c2e &n4luen6e27 c&une2sunt: o>igenul (intensi3ic coroziunea maiales n medii cu p9 cuprins ntre # Ni 6)8 viteza 3luidelor vehiculate (3enomenul de cavitaHie)8

abrazivitatea 3luidelor8 acHiunea simultan a solicitrilor mecanice Ni chimice sau electrochimiceintensi3ic coroziunea8 tensiuni aprute periodic pot determina coroziunea la oboseal8 de3ecte de

proiectare8 de e>ecuHie sau de e>ploatare (3ante8 depuneri)8 variaHia compoziHiei mediului de lucru8creNterea temperaturii mediului agresiv determin creNterea e>ponenHial a vitezei de coroziune8umiditatea8 impuritHile pot intensi3ica sau inhiba coroziunea8 gradul de poluare a atmos3erei de lucru(prezenHa unor gaze intensi3ic coroziunea).

M&8l2cele de c#925ee 2 c&un&&sunt: realizarea unor supra3eHe uni3orme8 realizareapolarizrii cuplurilor de coroziune care pot s apar8 protecHia metalului cu un strat de o>izi sau altmaterial8 reducerea agresivitHii mediului de lucru 3olosind inhibitori sau prin modi3icarea procesuluitehnologic.

-I. (I(I'7I0

Procese i utilaEe n industria chimic8 ,. /udose8 =d. Didactic i Pedagogic ucure ti8

1*#; Bpera ii i utilaEe n industria chimic8 =m. . ratu8 vol. -8 =d. /ehnic8 ucure ti8 1*6"


57/57

Proiect-FDT.docx

Documents

Transcript of Proiect-FDT.docx