Оценки предельных возможностей абсорбционно-десорбционных процессов и их использование в задачах проектирования

• Автор: Руденко, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава первая АБСОРЕПИОННОДЕСОРБЦИОННЫЕ ЦЩЫ И МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

1.1. Методы расчта и оптимизации абсорбционнодесорбционных процессов. II

1.2. Оптимизация необратимых термодинамических процессов

1.3. Постановка задачи исследования .

Глава вторая ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ АБСОРБЦИОННОДЕСОРБЦИОННЫХ ЦИКЛОВ БЕЗ УЧТА КОНЕЧНОЙ МКОСТИ

ИСТОЧНИКОВ . V.

2.1. Математическое описание процесса .

2.2. Усредннные задачи нелинейного программирования

и способы их решения.

2.3. Оценка коэффициента эффективности абсорбцяояно
десорбционного цикла АДЦ в классе равновесных
процессов
2.4. Предельные возможности АДЦ по схеме с двумя источниками с учтом ненулевой производительности
2.4.1. Производительность АДЦ .
2.4.2. Эффективность АДЦ с заданной производительностью
2.5. Определение параметров раствора в АДЦ с
предельными показателями
2.6. Предельные возможности АДЦ по схеме с тремя источниками абсорбердесорберхолодильник
2.6.1. Производительность АДЦ
2.6.2. Эффективность АДЦ с заданной производительностью.
2.7. Алгоритм расчта параметров идеальных
необратимых АДЦ
2.8. Предельные возможности идеальных необратимых АДЦ на примере моноэтаноламиновой очистки газов от С . .
Глава третья ОЦЕНКА ПРЕДЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ АДЦ С ИСТОЧНИКАМИ
ОГРАНИЧЕННОЙ ЖКОСТИ.
3.1. Дифференциальные уравнения,определяющие изменение
параметров источников
3.2. Оптимальная организация гепломассопереноса
3.2.1. Диффузионный контакт при постоянной
температуреизотермическая абсорбция
3.2.2. Оптимальный тепловой контакт .
3.2.3. Оптимальный тепловой я диффузионный контакт
неизотермическая абсорбция .
3.3. Предельное значение коэффициента эффективности АДЦ с источниками ограниченной мкости в классе равновесных процессов .
Глава четвртая ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСЛОВИЙ ОПТИМАЛЬНОСТИ НЕОБРАТИМЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЗАДАЧАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АБСОРБЦЙОННОДЕСОРБЦИОННЫХ СИСТЕМ
4.1. Влияние структуры потоков на рабочую и равновесную
линии процесса .
4.2. Расчт рабочей и равновесной линий процесса абсорбции
в системе МЭА очистки технологических газов .
4.3. Расчт рабочей и равновесной линий процесса десорбции
в системе МЭА очистки технологических газов .
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Используемые на этом этапе расчёта методы разделяются на кинетические и термодинамические (статические). В основе первой группы методов лежит уравнение массопередачи [ Г7-]. В основе второй - уравнения теплового и материального балансов. Для проектного варианта расчёта АДС вторая группа методов получила наибольшее распространение,так как требует, в основном, только экспериментальных; данных по равновесию. Остановимся подробнее на второй группе методов применительно к расчёту процесса очистки технологических газов от С водными растворами моноэтаноламина (МЭА). На этапе расчёта процесса абсорбции заданными,как правило, являются расход газа & , начальная Ун и конечная Ух концентрация распределяемого компонента в газе (или степень очистки), начальная концентрация Хн распределяемого компонента в регенерированном растворе,подаваемом в абсорбер, температура газа и раствора на входе в абсорбер, давление в аппарате, а такие степень достижения равновесия В н а. Состав исходных данных рассматривается применительно к расчёту процесса однокомпонентной абсорбции. Требуется определить основные размеры аппарата (высоту,диаметр) и расход раствора Ь . Для простого противоточного аппарата (рис. У' хТ Рис. Ьтм - &г/( X* -Хн) » где Сг= б С Ун ~ Ук)/ С! Сг дН , где Ср - теплоёмкость раствора, лТ - разность температур раствора на входе С Тн) и выходе ( Тк ) аппарата , л Н - интегральная теплота абсорбции []. Отметим, что равновесная концентрация распределяемого компонента в растворе Хк является функцией концентрация Ун и температуры Тк и определяется из справочных данных по равновесию. Интегральная теплота абсорбция дН зависит от начальной (Хн) и конечной ( Хк) концентраций распределяемого компонента в растворе должна быть известна. МЭА очистки обработка экспериментальных данных по оН [] имеется в [] . Таким образом, указанная выше система нелинейных уравнений решается численно относительно Тк и I. Рабочий расход раствора может быть вычислен как ! Шп/ 6 м. Для определения основных размеров аппарата рассчитываются рабочая УСХ) и равновесная У*(Х) линии процесса. Равновесная концентрация У вычисляется по справочным данным при известных X' и Т [],[] . Рассмотренный алгоритм лежит в основе расчёта рабочей и равновесной линий процесса абсорбции и с более сложной структурой потоков, когда имеют место промежуточные вводы - выводы раствора. Расчёт процесса десорбции проходит в последовательности отличной от рассмотренной выше. Здесь заданными считаются: состав регенерированного раствора, количество тепла Ц »подводимое в кипятильник, состав и температура входных промежуточных потоков, давление, температура возвращаемой флегмы Т{ Определяются состав выводимых промежуточных потоков, состав и температура парогазовой смеси (ПГС), выходящей из десорбе-ра, количество возвращаемой флегмы. Для вычисления рабочей и равновесной линий процесса десорбции расчёт ведётся снизу вверх по высоте аппарата, начиная с кипятильника. Для некоторого участка десорбера с изменением температуры от Ті до Тг (см. Рис. С0? ПГС . С , Ь - теплоёмкости С и паров Н,соответственно. Состав паровой и жидкой фаз в верхнем сечении (см. Д§ . Неизвестной является температура раствора и ПГС в десорбере перед узлом смешения. Эта температура определяется из решения нелинейного уравнения, представляющего собой результат преобразования системы уравнений материального и теплового балансов участка смешения потоков. Аналогичный подход используется и при расчёте верхнего теплообменного участка десорбера. Здесь неизвестными являются температура ПГС (отличная от заданной температуры возвращаемой флегмы) и количество возвращаемой флегмы [,] . Применительно к расчёту десорберов тарельчатого типа предлагается [] в отличие от рассмотренного выше, Тг определять из решения нелинейного уравнения аналогичного (1. Х1 , Х2 . Концентрации Х1 и X* связаны между собой через заданный коэффициент Мэрфри Ем = (Хг-ХО/СХг ~Хг) . Процесс МЭА очистки относится к наиболее изученным, для него имеется обширный экспериментальный материал, позволяющий реализовать рассмотренные алгоритмы.