Расчёт и проектирование установки для получения жидкого кислорода — страница 8

  • Просмотров 2512
  • Скачиваний 192
  • Размер файла 72
    Кб

мм Насыпной вес цеолита ………………………………………γц = 700 кг/м3 Динамическая ёмкость цеолита по парам СО2 ……………ад = 0,013 м3/кг Принимаем в качестве адсорберов стандартный баллон диаметром Da = 460 мм и высоту слоя засыпки адсорбента L = 1300 мм. 2) Скорость очищаемого воздуха в адсорбере: ω = 4Va/nπDa2 n – количество одновременно работающих адсорберов; Vа – расход очищаемого воздуха при условиях адсорбции, т. е. при Р = 4,5 МПа и Тв = 275 К: Va = VTB

P/T*PB = 1711*275*1/273*45 = 69,9 кг/ч ω = 4*69,9/3*3,14*0,462 = 140,3 кг/ч*м2 Определяем вес цеолита, находящегося в адсорбере: Gц = nVад γц = L*γ*n*π*Da2/4 = 1*3,14*0,462*1,3*700/4 = 453,4 кг Определяем количество СО2 , которое способен поглотить цеолит: VCO2 = Gц*aд = 453,4*0,013 = 5,894 м3 Определяем количество СО2, поступающее каждый час в адсорбер: VCO2’ = V*Co = 3125*0,0003 = 0,937 м3/ч Время защитного действия адсорбента: τпр = VCO2/ VCO2’ = 5,894/0,937 = 6,29 ч Увеличим число адсорберов до n = 4. Тогда: ω =

4*69,9/4*3,14*0,462 = 105,2 кг/ч*м2 Gц = 4*3,14*0,462*1,3*700/4 = 604,6 кг VCO2 = Gc *aд = 604,6*0,013 = 7,86 м3 τпр = 7,86/0,937 = 8,388 ч. Выбираем расчётное время защитного действия τпр = 6 ч. с учётом запаса времени. 2) Ориентировочное количество азота для регенерации блока адсорберов: Vрег = 1,2*GH2O /x’ τрег GH2O – количество влаги, поглощённой адсорбентом к моменту регенерации GH2O = GцаН2О = 604,2*0,2 = 120,84 кг τрег – время регенерации, принимаем τрег = 0,5 τпр = 3 ч. х’ –

влагосодержание азота при Тср.вых и Р = 105 Па: Тср.вых = (Твых.1 + Твых.2)/2 = (275 + 623)/2 = 449 К х = 240 г/м3 Vрег = 1,2*120,84/0,24*3 = 201,4 м3/ч Проверяем количество регенерирующего газа по тепловому балансу: Vрег *ρN2*CpN2*(Твх + Твых. ср)* τрег = ΣQ ΣQ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q1 – количество тепла, затраченное на нагрев металла; Q2 – количество тепла, затраченное на нагрев адсорбента, Q3 – количество тепла, необходимое для десорбции влаги, поглощённой адсорбентом; Q4 –

количество тепла, необходимое для нагрева изоляции; Q5 – потери тепла в окружающую среду. Q1 = GмСм(Тср’ – Tнач’ ) Gм – вес двух баллонов с коммуникациями; См – теплоёмкость металла, См = 0,503 кДж/кгК Tнач’ – температура металла в начале регенерации, Tнач’ = 280 К Тср’ – средняя температура металла в конце процесса регенерации, Тср’ = (Твх’ + Твых’ )/2 = (673 + 623)/2 = 648 К Твх’ – температура азота на входе в блок очистки, Твх’ = 673 К; Твых’ –

температура азота на выходе из блока очистки, Твх’ = 623 К; Для определения веса блока очистки определяем массу одного баллона, который имеет следующие геометрические размеры: наружний диаметр ……………………………………………….Dн = 510 мм, внутренний диаметр ……………………………………………..Dвн = 460 мм, высота общая ……………………………………………………..Н = 1500 мм, высота цилиндрической части …………………………………..Нц = 1245 мм. Тогда вес цилиндрической