МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

СХІДНОУКРАЇНСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ імені ВОЛОДИМИРА ДАЛЯ (м. Сєвєродонецьк)

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ НА ТЕМУ

"РОЗРАХУНОК АБСОРБЦІЙНОЇ УСТАНОВКИ

БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ"

З ДИСЦИПЛІНИ "ПРОЦЕСИ І АПАРАТИ ХІМІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ"

для студентів денної і заочної форм навчання спеціальностей 7.091601; 7.091602; 7.91604; 7.091612; 7.090220

Затверджено на засіданні

кафедри "Процеси і апарати

хімічної технології".

Протокол № 10

від " 23 " 06 2008 р.

Сєвєродонецьк, 2008

УДК 66.015.23(07)

Методичні вказівки до виконання курсової роботи на тему "Розрахунок абсорбційної установки безперервної дії" з дисципліни "Процеси і апарати хімічних виробництв" для студентів денної і заочної форм навчання спеціальностей 7.091601; 7.091602; 7.91604; 7.091612; 7.090220 / Укл. В.М. Москалик. – Сєвєродонецьк: вид-во ТІ СНУ ім. В.Даля (м. Сєвєродонецьк), 2008. – 107с.

Приведені матеріали, необхідні для виконання курсової роботи на тему "Розрахунок абсорбційної установки безперервної дії" з дисципліни "Процеси і апарати хімічних виробництв". Описані основні теоретичні положення з розділу "Абсорбція", приклади розрахунку тарілчастої і насадкової абсорбційних установок безперервної дії, а також фізико-хімічні і технічні довідкові дані.

Укладач: В.М. Москалик, к.т.н., доцент

Відповідальний за випуск: З.Н. Мемедляєв,

докт. техн. наук, професор,

зав. кафедрою ПАХТ

Рецензент:

Мемедляєв З.Н., докт. техн. наук, проф., зав. кафедрою ПАХТ

З М І С Т

ВСТУП………………………………………………..….………….……......5

1. ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ…………………………………..…..………6

1. Цілі і задача курсової роботи…………………………………………...6

2. Зміст курсової роботи…………………………………………………...6

3. Вимоги, які ставляться до курсової роботи……………………………6

4. Порядок захисту курсової роботи……………………………………...8

2. ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ З ТЕОРІЇ ТА РОЗРАХУНКОВІ

ФОРМУЛИ…………………………………………………….……………...9

2.1. Способи вираження складу фаз і основні індекси позначень...............9

2.2. Статика масообмінного процесу для системи газ – рідина.................10

2.3. Висота колони….…………………...………………………………….12

2.3.1. Визначення числа дійсних тарілок....…………………………….....14

2.3.2. Визначення робочої висоти насадки………………………………..18

2.4. Діаметр колони………………...……………………………………….25

2.5. Гідравлічний опір тарілчастої колони………………………………...27

2.5.1. Гідравлічний опір ситчастої тарілки…...…….……………………..27

2.5.2. Гідравлічний опір ковпачкової тарілки…………………………….29

2.6. Гідравлічний опір насадкової колони………………………………...32

2.7. Теплові розрахунки…………..………………………………………...39

2.8. Розрахунок діаметра штуцерів..……………………………………….40

2.9. Рекомендації по підбору насоса і вентилятора (газодувки)………....40

3. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ БЕЗПЕРЕРВНО ДІЮЧОЇ

АБСОРБЦІЙНОЇ КОЛОНИ З КОВПАЧКОВИМИ ТАРІЛКАМИ…....…43

3.1. Завдання на проектування……………………………………………..43

3.2. Принципова технологічна схема……………………………………...43

3.3. Побудова рівноважної лінії на діаграмі у–х.........................................45

3.4. Матеріальний розрахунок потоків і побудова робочої

лінії на діаграмі у–х…………………….…………………………..……....47

3.5. Розрахунок діаметра колони…………………………………………..52

3.6. Визначення висоти колони…………………………...………………..53

3.7. Визначення гідравлічного опору колони з ковпачковими

тарілками…………………………………………………………………….58

8. Визначення гідравлічного опору колони з ситчастими

тарілками…………………………………………………………………….62

8. Теплові розрахунки…………...………………………………………..63

9. Визначення діаметра штуцерів.…………………………..………….67

10. Підбір насосів і газодувки…………………………………...............69

4. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ БЕЗПЕРЕРВНО ДІЮЧОЇ

АБСОРБЦІЙНОЇ НАСАДКОВОЇ КОЛОНИ, ЯКА ПРАЦЮЄ В

ПЛІВКОВОМУ РЕЖИМІ…………………………………………..............72

4.1. Завдання на проектування……………………………………………..72

4.2. Розрахунок діаметра колони…………………………………………..72

4.3. Визначення висоти колони…………………………………………….74

4.4. Визначення гідравлічного опору колони……………………………..80

5. ПРИКЛАД РОЗРАХУНКУ БЕЗПЕРЕРВНО ДІЮЧОЇ

АБСОРБЦІЙНОЇ НАСАДКОВОЇ КОЛОНИ, ЯКА ПРАЦЮЄ В

РЕЖИМІ ПІДВІШУВАННЯ……………………………………………….82

5.1. Завдання на проектування……………………………………………..82

5.2. Розрахунок діаметра колони…………………………………………..82

5.3. Визначення висоти колони…………………………………………….83

5.4. Визначення гідравлічного опору колони……………………………..85

6. ЛІТЕРАТУРА…………………..……………………………..………....87

ДОДАТКИ………………………………………………………….….…….89

Додаток 1. Титульний лист.…………………………………………..……89

Додаток 2. Таблиці фізико-хімічних величин…………………………….90

Додаток 3. Контактні пристрої і їх технічні характеристики……………97

ВСТУП

Абсорбція – процес поглинання газів або пари із газових або паро-газових сумішей рідкими поглиначами (абсорбентами) [1].

Абсорбційні процеси широко застосовуються в хімічні промисловості і в ряді виробництв визначають їх роль або виконують основну функцію в технологічній схемі. Процес абсорбції, як правило, поєднується з процесом десорбції – виділенні поглиненого газу (пари) з розчину. Таке поєднання процесів дозволяє багаторазово застосовувати поглинач. Абсорбція або десорбція дуже часто реалізовується в тарілчастих або в насадкових колонних апаратах. Методики розрахунку абсорбера і десорбера ідентичні.

Методичні вказівки підготовлені для студентів, які виконують курсову роботу по курсу "Процеси і апарати хімічних виробництв". Вони містять методики розрахунку абсорбції в тарілчастій і в насадковій колонах. При визначенні висоти тарілчастого абсорбера застосовано метод розрахунку числа дійсних тарілок за допомогою кінетичної кривої. При визначенні висоти насадкового абсорбера застосовано метод розрахунку числа одиниць переносу і висоти одиниці переносу. Вказані методи розрахунку висоти абсорбційних колон мають обґрунтовані теоретичні положення і перевірені на практиці.

В методичних вказівках наведені дані по розчинності газів у воді, фізико-хімічні властивості речовин, а також нормативні матеріали для виконання графічної частини курсової роботи.

1. Загальні положення

Курсова робота по курсу "Процеси і апарати хімічних виробництв" є підсумковою роботою студента, де студент самостійно виконує конкретно поставлену інженерну задачу по розрахунку і конструюванню основного промислового обладнання.

До виконання курсової роботи допускаються студенти, які прослухали повний курс ПАХВ і успішно здали модульні контролі (екзамени) по цьому курсу.

1. Цілі і задача курсової роботи

Основна ціль курсової роботи полягає в систематизації, закріпленні, розширенні і поглибленні практичних знань, які були набуті студентами при вивченні курсу "Процеси і апарати хімічних виробництв" і ряду попередніх дисциплін. При виконанні курсової роботи студент набуває навички в апаратурно-технологічному оформленні промислового процесу, у вмінні цілеспрямовано працювати з науково-технічною і довідковою літературою, каталогами промислового обладнання і іншими нормативними документами і матеріалами.

Досвід, який придбає студент при виконанні курсової роботи на кафедрі процесів і апаратів хімічної технології, стане базою для виконання дипломного проекту по дисциплінам спеціалізації.

2. Зміст курсової роботи

Курсова робота складається з текстової частини (розрахунково-пояснювальної записки) і графічної. Графічна частина включає частини проектувальної установки, а саме:

• лист формату А2 – креслення технологічної схеми;

• лист формату А1 – креслення загального виду основного апарата з пояснювальними надписами, видами, розрізами і вузлами.

1.3. Вимоги, які ставляться до курсової роботи

Всі текстові документи, схеми, графіки і таблиці, які входять до розрахунково-пояснювальної записки виконують на листах формату А4 з одностороннім заповнюванням текстового матеріалу. Поле текстового матеріалу обмежують рамкою, а внизу установлюють штамп з відповідними надписами. Розміри рамки, штампу і надписів виконують згідно з державним стандартом. Допускається виконання графіків, схем та інше на міліметровому папері того ж формату. Якщо поле такого рисунку значно перевищує вказаний формат, необхідно зігнути лист в розміри формату А4.

Рекомендують такий орієнтувальний порядок розташування частин і розділів розрахунково-пояснювальної записки:

• "Титульний лист" (див. Додаток 1);

• "Завдання на курсову роботу", яке складене кафедрою, де наводяться тема, вихідні дані, склад розрахункової і графічної частин, терміни видачі завдання і захисту курсової роботи. Завдання підписують керівник курсової роботи і студент;

• "Зміст", де перелічують розділи записки з зазначенням номера сторінки;

• "Вступ", де коротко викладається призначення установки і суть здійснюваного в ній процесу;

• "Опис технологічної схеми";

• "Технологічний розрахунок апарата";

• "Гідравлічний розрахунок апарата";

• "Теплові розрахунки";

• "Розрахунок штуцерів";

• "Підбір насосів і вентилятора (газодувки);

• "Список літератури".

Розрахункові рівняння і формули в тексті повинні мати двозначну індексацію, яка проставляється в круглих дужках в правій стороні поля аркуша. Формулу записують спочатку в символах, а потім підставляють числові значення величин. Кінцевий результат приводять з записом розмірності відповідно до міжнародній Системи Одиниць (СО). Значення символів і числових коефіцієнтів розшифровують за формулою. При повторному застосуванні формули її загальний вид не записують, а підставляють безпосередньо цифрові значення. При цьому посилаються на номер формули, де вона наводиться.

Наведені в записці фізичні параметри коефіцієнтів, формул, тощо супроводжують посиланням, які беруть в квадратні дужки.

Розрахунково-пояснювальна записка після виконання всіх видів розрахунку, повинна бути зброшурована в папку "Швидкозшивач" (або другий тип твердої обкладинки). На обкладинку наклеюють титульний аркуш, на якому повинні бути підписи студента і керівника.

Креслення графічної частини курсової роботи виконують в олівці або на комп’ютері в системі Autocad відповідно до правил машинобудівного креслення, які викладені в нормативних документах ЄСКД.

На технологічній схемі показують схематично основний апарат і допоміжні апарати, обладнання, пристрої, тощо. Їх з’єднують технологічними трубопроводами.

На кресленні загального виду показують основний апарат в масштабі. Його розміри повинні відповідати розрахунковим величинам пояснювальної записки. Приводять на креслені: допоміжні зображення елементів, таблицю штуцерів, технічну характеристику, технічні вимоги і перелік складових частин.