Теплообменник для конденсации паров бензола

• Задание
• 1. Расчет теплообменника
• 2. Эскиз конденсатора
• 3. Описание аппарата
• Литература

Задание

Рассчитать и выбрать нормализованный пластинчатый конденсатор, исходя из исходных данных.

1. Расчет теплообменника

Из справочника определяем:

Удельная теплота конденсации бензола r1=394 кДж/кг.

Температура конденсации t1=80C

Коэффициент теплопроводности 1=0,13 Вт/(м*К)

Плотность 1=815 кг/м3

Вязкость 1=0,316 м*Па*с

Теплоемкость С1=0,46*4,19=1,93 кДж/(кг*К)

Для воды:

При

2=996 кг/м3

С2=4180 кДж/(кг*К)

2=0,62 Вт/(м*К)

2=0,0008 м*Па*с

Тепловая нагрузка аппарата:

Вт.

Расход воды:

кг/с

Средняя разность температур:

C

Примем ориентировочный коэффициент теплоотдачи:

Кор=1250 Вт/(м2*к)

Ориентировочная поверхность теплопередачи:

м2

По ГОСТ 15 518–78 выбираем аппарат:

Скорость жидкости (воды):

м/с Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м2*К) Примем t>10C, тогда:

Вт/(м2*К) Материал:

Коррозионностойкой является сталь 12Х18Н10Т ст=25,1 Вт/м*К Толщина пластины ст=1 мм

(м2*К)/Вт Коэффициент теплопередачи:

Вт/(м2*К)

> 10 C

м2

dш=65 мм Скорость жидкости в штуцере:

м/с Коэффициент трения:

Для однопакетной компоновки пластин х=1.

Гидравлическое сопротивление:

Па

2. Эскиз конденсатора

3. Описание аппарата

Схема адсорбционной установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем адсорбента приведена на рис. IX. 1.

Исходная смесь подается в адсорбер 9 газодувками 1, одна из которых — резервная, чтобы при отключении адсорбера не прекращалось удаление вредных паров из помещения.

Рис. IX. 1. Схема адсорбционной установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем адсорбента: 1, 11 — газодувки; 2 — фильтры; 3 — огнепреградитель; 4 — холодильник исходной смеси; 5 — сборник; 6 — холодильник; 7 — конденсатор; 8 — разделитель; 9 — адсорбер; 10 — десорбер.

теплообменник гидравлический сопротивление конденсатор адсорбционный Взрывоопасность угольной пыли (при использовании в качестве адсорбента активных углей) и паров летучих растворителей требуют использования специальных устройств, предотвращающих возможность возникновения взрывов и пожаров.

С этой целью перед подачей в адсорбер смесь проходит через фильтры 2 (обычно рукавные) и огнепреградитель 3 с предохранительными мембранами, которые выбиваются при возгорании смеси. Затем исходная смесь подается в холодильник 4, который обязательно включается в схему, так как в зависимости от условий (например, летом), температура исходной смеси может превышать величину, допустимую требованиями противопожарной безопасности. Отработанный адсорбент поступает в десорбер 10.

Процесс десорбции проводится в основном двумя методами. Первый заключается в продувании через слой адсорбента десорбирующего газа или пара, не содержащего абсорбтива. При этом температура десорбирующего агента практически не отличается от температуры адсорбента. Второй метод основан на ускорении процесса десорбции с повышением температуры и заключается в продувании через слой адсорбента насыщенного или перегретого водяного пара или другого нагретого десорбирующего агента. В данной схеме предусмотрена регенерация адсорбента десорбцией перегретым паром.

Смесь извлекаемого компонента с водяным паром из адсорбера направляется через разделитель 8, где пар отделяется от смеси жидкого рекуперата (извлекаемого компонента) с водой (которая может образоваться при конденсации в трубопроводе вследствие потерь тепла в окружающую среду), в конденсатор 7 затем в холодильник 6 и сборник 5. Из сборника смесь поступает на разделение путем отстаивания или ректификацией, в зависимости от растворимости рекуперата в воде.

Из десорбера 10 адсорбент пневмотранспортом возвращается в адсорбер 9. Воздух, используемый для пневмотранспорта и подаваемый газодувкой 11, подсушивает и охлаждает адсорбент.

Во всех случаях применения в качестве адсорбента активного угля к адсорберу подключают линию противопожарного водопровода.

1. Лекции ТППО, Д/ф НГТУ, 2000 г.

2. Дытнерский Ю. И. «Процессы и аппараты химической технологии» часть 1, М., 1995 г.

3. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии», Л., 1981 г.