РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ХЕМОСОРБЕРА В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В данной статье поставлена проблема построения качественной автоматизированной системы управления и регулирования процесса очистки отходящих газов методом химической абсорбции; задача создания математической модели данного процесса. Получены необходимые для управления характеристики процесса.

Ключевые слова:
технологический процесс, производство, современные технологии, автоматизация, системы автоматизации, хемосорбция, диоксид серы, математическая модель, решение Хафтайзера
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Для проведения качественной автоматизации процесса и разработки автоматизированной системы необходимо, чтобы объект соответствовал стандартам, имел четкое математическое описание, были определены его динамические и статические характеристики. Для получения качественной математической модели процесса химической абсорбции при отделении диоксида серы был проведен сравнительный анализ различных типов абсорберов. А для построения системы управления было разработано дифференциальное уравнение.

Компьютерная модель абсорбера разрабатывалась в среде Mathcad. При моделировании были приняты следующие допущения:

  • жидкая и газовая фазы движутся в режиме идеального вытеснения;
  • насадка хорошо смачивается во всем объеме;
  • газ распределяется равномерно по всему сечению колонны;
  • рассматривается стационарный режим работы хемосорбера.

Математическая модель представлена дифференциальными уравнениями изменения концентрации поглощаемого компонента в газовой фазе и изменения концентрации реагента в жидкой фазе [1]. Для расчета хемосорбера использовалось решение Хафтайзера.

Местный коэффициент ускорения процесса сорбции представлен формулой [1]:

Для определения концентрации сернистых соединений в поглотителе была проведена интерполяция табличных данных по двум переменным: температура системы, парциальное давление сернистых соединений над водным раствором [5].

Геометрические размеры колонного массообменного аппарата определяются в основном поверхностью массопередачи, необходимой для проведения данного процесса, и скоростями фаз.

Поверхность массопередачи может быть найдена из основного уравнения массопередачи:

F=MKx∙∆Xср=MKy∙∆Yср=1800 м2 ,,

где M – количество вещества, переходящее из газовой смеси в жидкую фазу в

единицу времени, или нагрузка аппарата, кг/с;

Kx;Ky  –  коэффициенты массопередачи соответственно по жидкой и газовой фазам, кг/(м2. с);

Xср;Yср  – средняя движущая сила процесса абсорбции по жидкой и

газовой фазам соответственно, кг/кг.

=1,48,

где http://www.bestreferat.ru/images/paper/66/04/6850466.gif  – поверхность массопередачи, 1800 м2;

http://www.bestreferat.ru/images/paper/67/04/6850467.gif  удельная поверхность насадки, 140 м23;

http://www.bestreferat.ru/images/paper/68/04/6850468.gif   –  диаметр абсорбера, 1,2 м;

http://www.bestreferat.ru/images/paper/69/04/6850469.gif  –  доля активной поверхности.

Высота абсорбера определяется по формуле:

=4 м.

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой определяется необходимостью равномерного распределения газа по поперечному сечению колонны. Обычно это расстояние принимают равным 1-1,5D [6].    

Диаметр абсорбера находится по уравнению объемного расхода:

D=4V0'πW =2,4 м  ,

где V0'  – объемный расход природного газа при условиях в абсорбере, м3/с;

W   – рабочая скорость газа в насадочном абсорбере, м/с.

Выводы: результатом приведенной выше части математической модели являются данные, необходимые для построения системы автоматизированного управления процессом хемосорбции, для стандартизации параметров процесса хемосорбции и создания качественной системы регулирования.

Список литературы

1. Данквертс П.В. Газожидкостные реакции. Пер. с англ. – М.: Химия, 1973. – 296 с.

2. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической техно-логии : учебник для вузов / А. Г. Касаткин .— Стер. изд., перепечат-ка с девятого изд., 1973 г. — М. : Альянс, 2014 .— 750 с.

3. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., переаб. и дополн. – М.: Химия, 1991. – 496 с.

4. Рамм В.М. Абсорбция газов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1976. – 656 с.

5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. 3-е изд., перераб. и доп. – СПб: Химия, 1991. – 432с.

6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.:Химия, 1987. - 576 с.

Войти или Создать
* Забыли пароль?