Влияние типа керамической кольцевой насадки на процесс абсорбции газов

• Автор: Соколов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений, критериев, единиц и терминов

Введение.
Глава 1. Основные направления интенсификации и сравнительной оценки насадочных массообменных устройств

1.1. Основные типы насадочных массообменных устройств

1.2. Основные характеристики массообменных насадок.

1.2.1. Геометрические характеристики насадок

1.2.2. Гидродинамические характеристики насадок.

1.2.2.1. Количество удерживаемой жидкости

1.2.2.2. Гидравлическое сопротивление сухих насадок

1.2.2.3. Г идравлическое сопротивление орошаемых насадок.

1.2.2.4. Подвисание и захлебывание.
1.2.3. Массообменные характеристики насадок.
1.3. Сравнительная оценка насадочных массообменных устройств.
1.4. Выводы по анализу основных направлений интенсификации и оценки эффективности насадочных массообменных устройств.
Глава 2. Экспериментальный стенд и методика проведения экспериментов .
2.1. Разработка новой конструкции насадки
2.2. Основные характеристики исследуемых нерегулярных кольцевых насадок
2.3. Описание экспериментальной установки
2.4. Методика исследования основных гидродинамических характеристик насадок
2.5. Методика исследования основных массообменных характеристик насадок
Глава 3 Исследование основных гидродинамических характеристик керамических кольцевых насадок
3.1. Определение гидравлического сопротивления сухой слоя насадки .
3.2. Определение гидравлического сопротивления слоя орошаемой насадки
3.3. Пределы рабочих нагрузок по газу для исследуемых насадок
3.4. Удерживающая способность насадок
Глава 4. Исследование и сравнительная оценка основных массообменных характеристик новой и ранее известных насадок
4.1. Оценка эффективности исследуемых насадок
4.2. Оценка экономического эффекта использования насадки
Основные выводы и результаты
Список литературы


Методологической и теоретической основой диссертационного исследования составили труды известных отечественных и зарубежных ученых: Рамма В. М., Кафарова В. В., Александрова И. Л., Жаворонкова Н. М., Хоблсра Т. Чехова О. С., Соломахи Г. П., Касаткина А. Г., Олевского В. М., Ивановского A. H., Беннетта К. О., Дж. В. Майерса, Лаптева А. Г. и других. Гак же в числе информационных источников диссертации были использованы научные труды в виде данных и сведений из книг, журнальных статей, материалов научных конференций, патентов, результаты собственных расчетов и проведенных экспериментов и т. На основании экспериментальных данных по исследованию кольцевых керамических насадок получены эмпирические зависимости для определения гидравлического сопротивления слоя сухих и орошаемых насадок, работающих в пленочном режиме течения и режиме подвисания, скорости газа, соответствующей переходу из пленочного режима течения в режим подвисания, высоты единиц переноса для хорошо растворимых газов и рациональной скорости газа, позволяющей обеспечить необходимую эффективность и минимальные капитальные и эксплуатационные затраты. Практическая значимость и реализация результатов. Разработана новая конструкция керамической кольцевой насадки. Проведены сравнительные гидродинамические и массообменные испытания керамических кольцевых насадок и показано, что новая насадка обладает меньшим гидравлическим сопротивлением и большей эффективностью, по сравнению с ранее известными керамическими кольцами Рашига и кольцами с крестообразной перегородкой. Получены основные гидродинамические и массообменные характеристики новой кольцевой керамической насадки и керамической кольцевой насадки с крестообразной перегородкой, необходимые для технологического расчета насадочных колонн. Предложен алгоритм расчета насадочной массообменной колонны, загруженной керамическими кольцевыми насадками, учитывающий гидродинамические и массообменные характеристики насадок и позволяющий рассчитать рациональную скорость газа и выбрать тип и размер насадки, обеспечивающие минимальные затраты. Результаты работы использовались ООО «ГИПРОХИМ» при проектировании «Установки закрепления промывной серной кислоты с предварительной очисткой ее от ртути» на ОАО «Челябинский цинковый завод» и в проекте «Технического перевооружения установки утилизации сероводорода (вторая линия УМК)» для ОАО «Новокуйбышевский НПЗ». Результаты сравнительных экспериментальных исследований новой и ранее известных керамических кольцевых насадок. Математическая модель процесса десорбции газа, учитывающая гидродинамические и массообменные особенности работы насадочных колонн с керамическими кольцевыми насадками. Работа выполнена на кафедре «Автоматизированное конструирование машин и аппаратов» Московского государственного университета инженерной экологии. Автор благодарит за большую научно-методическую помощь, поддержку и консультации на всех этапах работы научного руководителя доктора технических наук, профессора Лагуткина Михаила Георгиевича. Насадочные колонные аппараты находят широкое применение в химической, нефтехимической, пищевой и ряде других отраслях промышленности. В частности для щелочной очистки пирогаза от С и Н2Б [], для очистки Н2Ь - газа в цветной металлургии, получения серной кислоты, получении сернистого газа из растворов сульфит - бисульфит аммония и натрия [], в энергетике для теплоутилизации [4], переработки высоковязких продуктов, при разделении сильно пенящихся жидкостей и близкокипящих компонентов [], в производстве удобрений []. К числу процессов, осуществляемых в контактных аппаратах относятся: абсорбция, ректификация, охлаждение (нагревание) и др. Эти процессы в настоящее время используются не только как стадии технологического производства, но и для решения экологических проблем [4, , ,]. Объем массообменного оборудования в современных производствах весьма велик. По металлоемкости он занимает лидирующие позиции. Габариты аппаратов с насадкой достигают весьма значительных размеров. Таким образом, интенсификация работы насадочных колонн, позволяющая уменьшить их размеры, т.