На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Расчет очистки газа

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 26.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


      1. Состав сырья. Для расчета регенерации поглотителя в десорбере необходимо знать химический состав насыщенного абсорбента при температуре t=90 °С и давлении в теплообменнике 6 (см. рис. 1.6). Принимаем давление в трубном пространстве теплообменника равным =0,196 МПа.
      Водный  раствор МЭА содержит СО2 и H2S в растворенном и химически связанном состояниях (см. табл. 1.12).
      Найдем  количества кислых компонентов, которые  образуются при разложении химических соединений по реакциям (5)–(8).   
      Константы химического равновесия для реакций  (5)–(8) запишем в ф?рме, принятой в литературе [8, с. 246]:                                                           
       
        
        
         
где в  квадратных скобках – количества молей веществ.
      С учетом давления и протекания реакций  в растворе константы равновесия запишем так [9, с. 265]:
     
      
      
      
где  – общее число   молей в   реагирующей смеси;   ?n – разность  чисел молей продуктов и исходных реагентов в реакциях (5)– (8).
      Константа химического равновесия связана с изменением стандартного изобарного потенциала [10, с. 230]:
          
где – изменение стандартного изобарного потенциала j-ой реакции (j=5, 6, 7, 8), кДж/моль; R=8,315 кДж/(моль*К) – газовая постоянная; Т –температура реакции, К.
      Изменение изобарного потенциала реакции рассчитывается по уравнению [10, с. 232]:
         
где  – изменение энтальпии   образования,   кДж/моль;   ?S° – изменение энтропии реакции, кДж/(моль*К).
      Рассчитаем  изменение изобарного потенциала для  реакции  (5):
         
при этом
   
    
где Hi и Si – энтальпии образования и энтропии веществ   (см. табл.  1.11). Подставив в формулы числовые значения величин, получим:



откуда  k5=0,935.
      Аналогичным образом получены числовые значения k6=0,874, k7=1,018, k8=1,049.
      Обозначим число киломолей каждого вещества, полученного по реакции (5), через  х5. Тогда для расчета равновесного превращения воспользуемся схемой (в дальнейшем ее запись опускается):
Реакция
Число киломолей в исходной смеси 2 0 0 0
То  же в равновесной смеси 2-2х5 х5 х5 х5
Всего киломолей в равновесной смеси 2+х5
Разность  чисел киломолей
 
      Тогда в соответствии с найденным уравнением для константы химического равновесия k5 запишем

      Методом подбора определяем х5= 0,6836 кмоль. Уравнения для расчета х6, х7, х8:



откуда  х6=0,51'16 кмоль/ч; х7=0,6647 кмоль/ч; х8=0,4952 кмоль/ч.
      Для разложения х5 (кмоль/ч) вещества, записанного в левой части стехиометрического уравнения (5)

надо  знать исходное количество сырья  для этой реакции (см. табл. 1.12). Оно равно =0,0276 кмоль/ч.
      По  реакции (5) разлагается

или

      Получено  по реакции (5):



      После реакции (5) в насыщенном  абсорбенте остается непрореагировавшим сырье  в количестве

      Для разложения (кмоль/ч) вещества, записанного в левой части стехиометрического уравнения (6)

имеем исходное количество сырья (см. табл. 1.12)

      По  реакции (6) разлагается:

или

      Получено  по реакции (6):



      В насыщенном  абсорбенте остается непрореагировавшим сырье в количестве
 
      Для разложения х7 (кмоль/ч) вещества, записанного в левой части стехиометрического уравнения (7)

имеем исходное количество сырья (см. табл. 1.12)

      По  реакции (7) разлагается

или

      Получено  по реакции (7)


      Количество непрореагировавшего сырья

Для разложения х8 (кмоль/ч) вещества, записанного в левой части стехиометрического уравнения (8)

имеем исходное количество сырья (см. табл. 1.12)

      По  реакции (8) разлагается:

или

      Получено  по реакции (8):


      Количество  непрореагировавшего сырья:

      В результате нагревания в теплообменнике состав сырья десорбера, найденный при расчете абсорбера (см. табл. 1.12), изменится. При вводе сырья в десорбер имеем:



      Расчет состава насыщенного абсорбента при его вводе в десорбер дан в табл. 1.15.
      Таблица  1.15. Расчет состава насыщенного абсорбента при его вводе в десорбер
Компонент Мольная масса Мi Количество Содержание
Gi, кг/ч , кмоль/ч
, масс.доли
, мольн.доли
RNH2(МЭА) 61,1 25719,9 420,9476 0,0144655 0,048294 2,95
H2O 18,0 146718,7 8451,0388 0,935151 0,935151 16,83
CO2 44,0 1264,0 28,7272 0,003296 0,003296 0,14
(RNH3)2CO3 184,2 11,1 0,0603 0,000007 0,000007 0,00
RNH3HCO3 123,1 1,1 0,0089 0,000001 0,000001 0,00
H2S 34 3842,2 113,0059 0,012965 0,012965 0,44
(RNH3)2S 156,2 175,4 1,1229 0,000129 0,000129 0,02
RNH3HS 95,1 54,6 0,5741 0,000066 0,000066 0,01
CH4 16,0 10,0 0,6250 0,000072 0,000072 0,00
C2H6 30,0 5,0 0,1667 0,000019 0,000019 0,00
177802,0 8716,2774
8716,3
1,000000 1,000000 20,39* 20,4
 
      Средняя мольная масса сырья десорбера  из табл. 1.15

      2. Температура и давление в аппарате. Температура в верхней части  десорбера должна быть такой,  чтобы унос раствора МЭА из  аппарата был минимальным. Этому  условию соответствует температура

где ?t – разность температуры кипения tкип раствора МЭА и температуры в верхней части аппарата, °С.
      Величина  ?t выбирается так, чтобы соблюдалось неравенство температур

      Температура кипения насыщенного раствора при с 0,07 кмоль CO2/кмоль МЭА определяется из графика (рис. 1.7); tкип=119°С.
      Приняв  ?t=8°C, получим:

      Указанное выше неравенство температур выполняется:

      Для обеспечения движущей силы процесса регенерации раствора МЭА необходимо создать разность температур ?t1 между нижней и верхней частями десорбера. При проектировании установок аминной очистки газов от кислых компонентов числовое значение ?t1 принимают равным 10–20 °С.
      Принятие  больших числовых значений ?t1 приведет к увеличению тепловой нагрузки испарителя 2 (см. рис.1.6), обеспечивающего теплом нижнюю часть десорбера. Одновременно увеличится тепловая нагрузка конденсатора-холодильника, обеспечивающего поддержание температуры tв=lll°C.

      Рис.  1.7.    Зависимость  температуры  кипения  15%-ного раствора МЭА от содержания СО2 в растворе при давлении в верхней части колонны ?= 0,12 МПа.
      С учетом названных обстоятельств примем ?t1=10°С. Тогда температура в нижней части аппарата равна

      С учетом термической стойкости раствора МЭА и для предотвращения коррозии оборудования давление в аппарате должно быть не выше ?=0,167 МПа [14, с. 139]. Принимаем давление по высоте аппарата одинаковым и равным ?=0,12 МПа; это не окажет существенного влияния на результаты дальнейших расчетов, так как перепад давления в десорбере зависит от числа и типа тарелок.
      3. Доля отгона и состав жидкой и паровой фаз сырья. При нагревании насыщенного водного раствора МЭА химические соединения, образовавшиеся вследствие поглощения кислых компонентов в абсорбере, разлагаются с выделением СО2 и H2S (см. с. 31). При подаче сырья в десорбер (t=90°C и ?=0,12 МПа) происходит однократное испарение с образованием жидкой и паровой фаз.
      Мольная доля отгона е' исходного сырья и  составы фаз при температуре  t=90°C и давлении ?=0,12 МПа рассчитываются аналитическим методом Трегубова путем подбора такого значения е', при котором удовлетворяются равенства:

и

Где n – число компонентов в исходном сырье; x'i, y'i,·– содержание i-гo компонента в жидкой и паровой фазах, образовавшихся при однократном испарении сырья, мольн. доли; ?= 120 000 Па – давление в аппарате; с'i– содержание i-го компонента в сырье (см. табл. 1.15), мольн. доли; Pi – давление насыщенного пара i-гo компонента, Па.
      Давления  насыщенных паров компонентов при  температуре t=90°C определены по следующим источникам:
  Ссылка
Для МЭА (RNH2) [3, с.46]
Для воды [3, с.42]
Для сероводорода и диоксида углерода [5, с.9]
Для метана и этана [6, с.115]
 
      Ввиду отсутствия надежных данных давления насыщенных паров химических соединений кислых компонентов приняты равными  нулю.
      Значение  мольной доли отгона, которое удовлетворяет равенствам (9) и (10) определено методом постепенного приближения и равно е'=0,0242. Результаты расчетов составов жидкой и паровой фаз сырья, образовавшихся при однократном испарении, даны в табл. 1.16.
      Зависимость между массовой и мольной долями отгона имеет вид:

где, е  – массовая доля  отгона; Му – мольная   (средняя)   масса паровой фазы, образовавшейся при однократном испарении.
      Расчет  средних мольных масс жидкой и  паровой фаз, образовавшихся при  однократном испарении сырья дан в табл. 1.17, где значения ?y'i и ?x'i приведены точно к единице путем распределения по компонентам невязок +0,000007 и –0,0000406 (табл. 1.16). 

      Таблица 1.16.  Расчёт мольной доли отгона сырья при подаче его в десорбер (t=90oC, =120000 Па) 

Компонент Состав сырья, , Па , Па , Па
, мольные доли
, мольные доли
RNH2(МЭА) 0,048294 5795 6268 117248 0,049425 0,002580
H2O 0,935151 112218 70118 118793 0,944652 0,551976
CO2 0,003296 396 27865174 791433 0,000500 0,116105
(RNH3)2CO3 0,000007 1 0 117096 0,000007 0
RNH3HCO3 0,000001 0 0 117096 0,000001 0
H2S 0,012965 1556 7530232 299328 0,005198 0,326184
(RNH3)2S 0,000129 15 0 117096 0,000128 0
RNH3HS 0,000066 8 0 117096 0,000068 0
CH4 0,000072 9 14233158 461538 0,000020 0,002372
C2H6 0,000019 2 5658158 254023 0,000008 0,0003777
1,000000 1,000007
1,00000
0,999594
1,000
 
 


      Таблица 1.17. Расчет средних мольных масс потоков, образовавшихся  в  результате  однократного  испарения  сырья
Компонент Мольная масса  Мi
RNH2(МЭА) 61,1 0,002630 0,049424 0,16 3,0198
H2O 18,0 0,552332 0,944646 9,94 17,0036
CO2 44,0 0,116105 0,000500 5,11 0,0220
(RNH3)2CO3 184,2 0 0,000007 0,00 0,0013
RNH3HCO3 123,1 0 0,000001 0,00 0,0001
H2S 34 0,326184 0,005198 11,09 0,1767
(RNH3)2S 156,2 0 0,000128 0,00 0,0200
RNH3HS 95,1 0 0,000068 0,00 0,0065
CH4 16,0 0,002372 0,000020 0,04 0,0003
C2H6 30,0 0,000377 0,000008 0,01 0,0002
1,000000 1,000000 26,35
26,4
20,25
20,3
 
      Массовая  доля отгона равна:
      
      Количество  паровой и жидкой фаз, образовавшихся при однократном испарении сырья:


      4. Расчет разложения химических  соединений в испарителе. В результате однократного испарения сырья в жидком потоке Ош содержание кислых компонентов уменьшилось (табл. 1.18).
      Однако  в абсорбере осталось еще много  кислых компонентов в растворенном и химически связанном состоянии. Для дальнейшего разложения химических соединений кислых компонентов с абсорбентом его необходимо нагреть до температуры tн=121°C, что обеспечивается подогреванием абсорбента в испарителе. Для расчета разложения химических соединений в" испарителе необходимо принять величину давления в межтрубном пространстве. Принимаем величину давления в испарителе =0,12 МПа.
      Расчеты химических разложений в испарителе (tн =121°С, =0,12 МПа) подобны расчетам разложений химических соединений в теплообменнике (t=90°C, ? = 0,196 МПа) и потому их подробности опущены; результаты представлены в табл. 1.19. Сравнение составов абсорбента после однократного испарения (см. табл. 1.18) и нагретого до температуры tн=121°C (табл. 1.19) показывает незначительное его изменение.
      Объясняется это незначительным содержанием  химических соединений в подогреваемом  сырье и недостаточным его  нагревом. Известно, что при температуре выше 125°С моноэтаноламин разлагается. Поэтому регенерацию водного раствора МЭА при температуре выше 125°С не проводят. Подогрев абсорбента до температуры 125°С, как показывают расчеты, которые здесь опущены, не меняет заметно содержания (RNH3)2CO3, RNH3HCO3, (RNH3)2S и RNH3HS в абсорбенте. Поэтому в последующих расчетах процесса регенерации используют состав абсорбента, приведенный в табл. 1.19.
Таблица 1.18. Расчёт состава жидкой и паровой фаз сырья  

Компонент , кг/ч
, кг/ч
 кмоль/ч  кмоль/ч
RNH2(МЭА) 0,149124 0,006072 25686,1 33,8 420,3944 0,5532
H2O 0,839665 0,377230 144620,2 2098,5 8034,4555 116,5833
CO2 0,001086 0,193928 184,8 1079,2 4,2000 24,5273
(RNH3)2CO3 0,000064 0 11,1 0 0,0603 0
RNH3HCO3 0,000001 0 1,1 0 0,0089 0
H2S 0,008726 0,420873 1500,0 2342,2 44,1176 68,8882
(RNH3)2S 0,000988 0 175,4 0 1,1229 0
RNH3HS 0,000321 0 54,6 0 0,5741 0
CH4 0,000015 0,001518 1,6 8,4 0,1000 0,5250
C2H6 0,000010 0,000379 2,1 2,9 0,0700 0,0967
1,000000 1,000000 172237,0 5565,0 8505,1037
8505,1

211,1737
211,2
 

      
Таблица 1.19   Расчет состава абсорбента при температуре i*=121°C
Компонент Мольная масса Мi Количество Содержание
gi, кг/ч , кмоль/ч
, масс.доли
, мольн.доли
RNH2(МЭА) 61,1 25753,7 421,5008 0,149525 0,049552 3,02
H2O 18,0 144620,7 8034,4833 0,839662 0,944540 17,00
CO2 44,0 186,0 4,2273 0,001080 0,000497 0,02
(RNH3)2CO3 184,2 7,2 0,0391 0,000042 0,000005 0,00
RNH3HCO3 123,1 0,4 0,0032 0,00002 0,000000 0,00
H2S 34 1524,5 44,8382 0,008851 0,005271 0,17
(RNH3)2S 156,2 122,5 0,7843 0,000711 0,000092 0,01
RNH3HS 95,1 18,3 0,1924 0,000106 0,000023 0,00
CH4 16,0 1,6 0,1000 0,000009 0,000012 0,00
C2H6 30,0 2,1 0,0700 0,000012 0,000008 0,00
172237,0 8506,2386
8506,2

1,000000 1,000000 20,22
20,2

 
      5. Материальный баланс регенерации  раствора МЭА. Для составления материального баланса процесса регенерации раствора МЭА необходимо знать количества десорбированных кислых газов и регенерированного водного раствора МЭА.
      Принимаем, что химические соединения (RNH3)2CO3, RNH3HCO3, (RNH3)2S и RNH3HS неразложившиеся после нагревания абсорбента до температуры tн =121°C, остаются в регенерированном растворе в расчете на один кмоль МЭА (табл. 1.19):           


      Суммарное  количество неразложившихся углекислых химических соединений в регенерированном абсорбенте:

      В соответствии с заданием содержание углекислых компонентов в регенерированном растворе не должно превышать 0,0009 кмоль на кмоль МЭА. При этом остаточное количество диоксида углерода в регенерированном абсорбенте (см. табл. 1.19) составит:

      Количество  десорбированного диоксида углерода   (см. табл.  1.19)   равно:

      Количество серосодержащих химических соединений в  регенерированном растворе в расчете на один кмоль МЭА (см. табл. 1.19):


      Суммарное   количество     неразложившихся     серосодержащих   химических соединений в регенерированном абсорбенте:

      Количество  серосодержащих компонентов в регенерированном растворе не должно превышать 0,0014 кмоль  на кмоль МЭА. При этом остаточное количество сероводорода в регенерированном абсорбенте (см. табл. 1.19) составит:

      Количество  десорбированного сероводорода равно:

      Количество  кислых   газовых  компонентов,  десорбированных  из   раствора МЭА и выводимых из верхней  части аппарата, равно:
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.