Выбор типа абсорбера.

Все перечисленные типы абсорберов имеют свои достоинства и недос­татки. Поверхностные абсорберы малоэффективны и имеют ограниченное применение, главным образом для абсорбции небольших количеств хорошо растворимых газов.

Преимуществом распылительных абсорберов является их простота и дешевизна, низкое гидравлическое сопротивление, а недостатками – допол­нительные затраты энергии на распыление жидкости, большая плотность орошения и трудность регулирования подачи большого количества жидкости

Преимуществом барботажных абсорберов является хороший контакт меж­ду фазами и возможность работы при любом, в том числе и низком, рас­хо­де жидкости, кроме того в барботажных абсорберах легко осуществить от­вод теплоты. Основной недостаток барботажных абсорберов сложность кон­струкции и высокое гидравлическое сопротивление.

Насадочные колонны – наиболее распространенный тип абсорберов. Преимуществом их является простота устройства, особенно важная при ра­боте с агрессивными средами, так как в этом случае требуется защита от кор­розии только корпуса колонны и поддерживающих насадку решеток, на­садка же может быть выполнена из химически стойкого материала. Важным пре­имуществом насадочных колонн более низкое, чем в барботажных аб­сорбе­рах, гидравлическое сопротивление. Однако насадочные колонны мало при­годны при работе с загрязненными жидкостями, при малых расходах жидко­сти и при больших тепловыделениях.

В результате абсорбции этанола с водой образуется щелочной раствор являющийся коррозионно-активным, поэтому выбираем насадочный тип аб­сорбера с керамической насадкой, кроме того при работе под атмосферным давлением гидравлическое сопротивление насадочного абсорбера будет меньше, чем у барботажного.

Технологическая схема.

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Газовоздушная смесь с помощью газодувки ГД подается в насадочный абсорбер А. В верхнюю часть абсорбера центробежным насосом Н подается вода. Вода стекает по насадке вниз, а навстречу ей движется газовоздуш­ная смесь. При взаимодействии фаз пары этилового спирта растворяются в воде и воздух очища­ется. Вода насыщенная парами этилового спирта самотеком поступает в приемную ем­кость ПЕ, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу.

ВЫБОР КОНСТРУКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Так как водный раствор этилового спирта при температуре 20 С° является корро­зионноактивным веществом, то в качестве конструкционного матери­ала для основных деталей выбираем нержавеющую сталь Х18Н10Т ГОСТ 5632-72, которая является стойкой в сильно агрессивных средах до тем­пературы 600°С.

Исходные данные к проекту:

Поглощаемый газ (ПГ) – этиловый спирт

Поглотитель (П) – вода,

Паро-газовая смесь – воздух,

Производительность по газ. смеси: G =4,1 м³/с

y_н = 1,2 % (мольн.)

y_н = 0,015 % (мольн.)

b=20%

m=1,08кг/кг

T = 20 °С = 293K

Р = 1 атм = 0.1013 МПа

Принимаем предварительно:

(этилового спирта)=46 г/моль

M(воздух)=29г/моль

МАТЕРИАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ АБСОРБЕРА.

Переводим мольные концентрации в относительные массовые [2,с.283]:

Расход инертного газа при рабочих условиях:

Массовый расход инертного газа:

, где – плотность воздуха по уравнению [2,с.10]:

Здесь = 1,205 кг/м³ - плотность воздуха при 0°С [2,с.496];

Уравнение материального баланса:

Отсюда расход поглощаемого ацетона:

Используя

Отсюда минимальный расход поглотителя:

так как = 0, здесь

- концентрация этилового спирта в воде, равновесная с газом начального состава, определяем из уравнения равновесной прямой:

Здесь М(_воды) = 18 кг/кмоль – мольная масса воды

Действительный расход:

Соотношение расходов фаз или удельный расход поглотителя:

Строим равновесную прямую на рис.1.