![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Пример расчета адсорбционного способа осушки газа.
1. Осушитель – цеолит NaA, срок службы 3-4года; влагоемкость в конце службы 9% по массе; десорбцию влаги из цеолита проводят сырым газом, имеющим температуру на входе в адсорбер Твх=523К; расход Qсут=12, 7× 106м3/сут; влагосодержание газа в начале процесса осушки U1=0, 579× 106м3/сут; 2. Линейная скорость газа при параметрах адсорбции W=0, 2м/с; время контакта газа и адсорбента не менее 10с; коэффициент сжимаемости газа z=0, 9; давление р=5, 5МПа. 3. Продолжительность циклов: адсорбции tа=8ч, регенерации tр=6ч, охлаждения tо=2ч. 4. Диаметр адсорбера d=3м.
Рассчитываем цикл адсорбции: 1. Определяем количество адсорбента
где U1 – влагосодержание газа в начале процесса осушки; U2 – влагосодержание газа в конце процесса осушки (принимаем, что вся влага извлекается из газа, т.е. U2=0); aд – динамическая влагоемкость цеолита, равная 3% по массе или расчетная 9-3=6% по массе. Полученное количество цеолита удваиваем для обеспечения непрерывности периодического процесса, тогда общая потребность цеолита на 3-й год эксплуатации составит: G1=41× 2=82т. 2. Производительность одного адсорбера 3. Число адсорберов определяется по формуле
na=Qсут/Va=12, 7× 106/(317, 1´ 103× 24)=1, 67.
Принимаем n=2. Так как процесс периодический, полученное число адсорберов удваиваем, т.е. установка будет состоять из двух технологических ниток по два адсорбера каждая, следовательно, принимаем n=4. 4. Количество цеолита в одном адсорбере
5. Высота слоя цеолита при его насыпной массе 0, 65т/м3
6. Время контакта газа и адсорбента tк=Н/W=4, 57/0, 2=22, 8»23с,
т.е. в 2, 3 раза больше принятого.
Рассчитываем десорбцию: 1. Расход теплоты на нагрев адсорбента
Q1=Gасадс(Тср-Тнач)=21000× 0, 88(513-298)=3, 97× 106Дж,
Тср – средняя температура регенерации: Тср=(Твх+Твых)/2=(523+503)/2=513К,
где Твх, Твых – температура газа регенерации соответственно на входе и выходе из слоя в конце регенерации, Твх=523К(tвх=250оС) и Твых=503К(tвых=250оС). Тнач – температура адсорбента в начале регенерации,
Тнач=298 К(tвх=25оС. 2. Расход теплоты на нагрев адсорбера с массой 21000кг:
Q2=Gмсм(Тср-Тнач)=21000× 3× 0, 5(513-298)=6, 77× 106Дж. 3. Расход теплоты на нагрев теплоизоляции
Q3=0, 2× Q2=0, 2× 6, 77× 106=1, 35× 106Дж.
4. Расход теплоты на нагрев воды при влагоемкости адсорбента 9%
где Ткип – температура кипения воды при давлении газа регенерации, Ткип=559К (tохл=286оС). 5. Расход теплоты на испарение воды при расчетной динамической влагоемкости 6%:
6. Потери тепла:
Q6=0, 1(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=0, 1(3, 97+6, 77+1, 35+2, 07+2, 84)× 106=1, 7× 106Дж.
Количество теплоты, поступающей в адсорбер с газом регенерации, должно быть равно расходу теплоты на регенерацию, т.е. Qг=Qр. 7. Расход газа регенерации:
По двум технологическим линиям расход V=17777× 2× 12=426648м3, что составит 3, 9% от объема осушаемого газа. Рассчитываем охлаждение: 1. Температура слоя в конце охлаждения Тохл=318К (tохл=45оС). 2. Количество теплоты, которое необходимо отвести при охлаждении адсорбента,
3. Количество теплоты, которое необходимо отвести при охлаждении адсорбента и металлоконструкции, 4. Тепловые потери при охлаждении
Q3=(Q1+Q2)× 0, 05=(1, 52+2, 6)× 106× 0, 05=0, 2× 106Дж.
5. Общая теплота охлаждения
Qобщ=Q1+Q2 -Q3=(1, 52+2, 6-0, 2)× 106=3, 92× 106Дж. Данная теплота должна быть унесена холодным газом, поступающим в адсорбер на охлаждение. 6. Объем газа, необходимого для охлаждения, Расход газа в цикле охлаждения соответствует расходу газа в цикле регенерации. Время, за которое закончится охлаждение адсорбера, tохл=Vг/Vо=17777/18684=0, 95ч. Принятое время охлаждения tохл=2ч.
Задача 2.2: Расчет адсорбционного способа осушки газа Таблица 2.3 – Исходные данные к задачам 1-20*
* осушитель – цеолит NaA; срок службы – 3-4года; влагоемкость в конце службы – 9% по массе.
|