1.5. Визначення висоти та об’єму шару адсорбенту

Висоту шару адсорбенту розраховуємо за рівнянням (6.4.)

м

Об’єм шару адсорбенту визначаємо з рівняння (6.18.)

м³

1.6. Визначення тривалості адсорбції

Згідно рис. 2 на ізотермі адсорбції точці з координатою у_п = 0,03 кг/м³ відповідає друга ділянка ізотерми. Тому, тривалість процесу визначаємо за рівнянням (6.20):

В даному рівнянні розраховуємо ;

де - вміст речовини в газовому потоці, що є рівноважним з половиною кількості від максимально адсорбованого заданим адсорбентом, тобто рівноважне з , кг/м³. Згідно рис. 2. кг/м³

1.7. Матеріальний баланс процесу адсорбції парів ацетону активованим вугіллям аг-5 за період часу .

Кількість газоповітряної суміші, що пройшла крізь адсорбер за час адсорбції, визначимо з рівняння (6.22) та (6.22а):

м³

Кількість ацетону, який поступає в адсорбер визначимо з рівняння (6.23.):

кг

Кількість ацетону, який поглинається шаром вугілля, визначимо з рівняння (6.24.):

кг

Кількість ацетону, який виходить з апарату з газовою фазою визначимо з рівняння (6.25.):

кг

Перевіримо матеріальний баланс згідно рівняння (6.26.):

кг

Такий результат приблизно дорівнює G₁, що є в межах норми, враховуючи похибки при розрахунках.

2. Гідравлічний розрахунок

Визначаємо опір шару адсорбенту за рівнянням (6.22):

=

= 112 Па

3. Конструктивний розрахунок

К онструкція вертикального адсорбера наведена на рис. 4.

Рис. 4. Конструкція вертикального адсорбера.

На рис. 4:

1 – гравій; 2 – розвантажувальний люк; 3,6 – сітка; 4 – завантажувальний люк; 5 – штуцер для подавання вихідної суміші, сушильного та охолоджуючого повітря через розподільчу сітку; 7 – штуцер для відведення парів при десорбції; 8 – штуцер для запобіжного клапану; 9 – кришка; 10 – вантажі; 11 – кільце жорсткості; 12 – корпус; 13 – адсорбент; 14 – опорне кільце; 15 – колосникова решітка; 16 – штуцер для відведення очищеного газу; 17 – балки; 18 – оглядовий люк; 19 – штуцер для відведення конденсату та подачі води; 20 – барботер; 21 – днище; 22 – опори балок; 23 – штуцер для подавання водяної пари крізь барботер.

3.1. Товщина обичайки:

,

де D_а = 1.6 м – внутрішній діаметр апарату;

р = 0,2 МПа – надлишковий тиск в апараті, виходячи з технічних характеристик адсорберів періодичної дії [1];

[σ] = 230 МПа – граничне напруження для сталі Х18Н10Т;

φ = 0,8 – коефіцієнт послаблення обичайки із-за зварного шва;

С_к = 0,001 м – добавка на корозію.

= 0,00087 м.

Виходячи з того, що адсорбери вертикального типу виготовляють зі сталевих листів товщиною 8 – 10 мм, то відповідно до рекомендацій [8] приймаємо товщину обичайки δ = 8 мм.

3.2. Решітка. Люки.

Шар гравію 1 та шар адсорбенту 13 розташовується на розбірній колосниковій решітці 15, яка розташовуються на балках 17. Балки встановлюються на опори 22, що приварені до стінок корпусу (рис. 4, 5).

Конструкції балки та решітки показана на рис. 5:

Рис. 5. Конструкції балки та решітки

Решітку вибираємо по МН 4095-62-МН 4108-62 [8]

Маса решітки m_р = 252 кг.

Для завантаження й вивантаження адсорбенту в адсорбері повинні бути передбачені два люки: розвантажувальний люк 2 та завантажувальний люк 4. (рис. 4). Вибираємо люки з пласкою круглою кришкою та бігельним затискаючим пристроєм для стальних апаратів (по ОН 26-01-35-67) [8]

Для адсорберу з внутрішнім діаметром 1.6 м підбираємо завантажувальний люк 4 з діаметром 250 мм, масою 30,2 кг та розвантажувальний люк 2 з діаметром 100 мм, масою 6,3 кг згідно рекомендацій [8]