Адсорбер для очистки вентиляционных выбросов

Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида абсорбера формата А1 со схемой расположения фундаментных болтов
2. Абсорбер в сборе А1 с техническими требованиями: а) при изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования: ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности"; б) ОСТ 26.291-79 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования"; материал аппарата: сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5949-61; материал опоры: сталь В Ст.3сп ГОСТ 380-71; материал прокладок: паронит ПОН-1 ГОСТ 481-71;  аппарат испытать на прочность и плотность гидравлически в     горизонтальном положении под давлением 0.225 МПа, в     вертикальном положении – наливом; сварные соединения должны соответствовать     требованиям ОН 26-01-71-68 "Сварка в химическом машиностроении"; сварные швы в объеме 100% контролировать     рентгенопросвечиванием; действительное расположение штуцеров, опор и люков см. на виде сверху; резьбовое соединение загерметезировать герметиком Пентэласт-1100; и характеристикой:
   • Аппарат предназначен для улавливания из пароговой смеси паров сероуглерода
   • Количество адсорбента - 5,7 м³
   • Производительность по исходной парогазовой смеси - 166484 м³/ч
   • Давление в аппарате до 0,2 МПа
   • Температура в аппарате при адсорбции 30⁰ С, при десорбции – 120⁰ С
   • Среда в аппарате токсичная
   • Адсорбент - уголь активированный рекуперационный АР-В
   • Слой гравия с размером куска 15-30 мм по ГОСТ 24100-80
3. Технологическая схема снижения содержания сероуглерода в вентиляционных выбросах А1
4. Компоновочный чертеж установки на местности А1

 Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 29 листах.

         В пояснительной записке разработана конструкция вертикального адсорбера, предназначенного для очистки вентиляционных выбросов, идущих от цеха производства вискозы.

Произведен литературный обзор. Рассмотрены способы очистки газов от сероуглерода. Сероуглерод - сильнодействующее ядовитое и особо опасное в пожарном отношении вещество. Наиболее распространенные методы очистки выбросов от газов и паров:

• Абсорбционный
• Адсорбционный
• Каталитический

Принят адсорбционный метод очистки.

Механизм процесса адсорбции следующий.  Адсорбционные явления развиваются на границе твердой или жидкой фазы с другой жидкой фазой или газом. При прохождении потока газа через слой адсорбента сначала участвует в работе лишь нижний слой высотой, который быстро насыщается до состояния, близкого к равновесному. В этом слое начальная концентрация извлекаемого вещества снижается до нуля (работающий слой или зона массопередачи). Концентрация загрязнителя по мере прохождения отбросных газов через следующие слои адсорбента понижается и на определенной высоте становится равной нулю. Далее через слой чистого адсорбента высотой фильтруется чистый газ. Через определенное время волна насыщения адсорбента доходит до высоты, а отбросные газы полностью освобождаются от загрязнителя на выходе из слоя адсорбента. Процесс адсорбции прекращают, когда концентрация загрязнителя в отбросных газах на выходе из слоя достигает заранее заданной величины проскока. При этом волна насыщения адсорбента достигает высоты и его направляют на регенерацию. При адсорбции может происходить проскок компонента, когда адсорбент перестает поглощать его. Процесс адсорбции в течение определенного времени протекает при постоянном значении степени поглощения адсорбируемого вещества. Это время называется временем защитного действия слоя адсорбента.

         Рассмотрены адсорбенты:

• Активные угли - угли, подвергшиеся специальной обработке для увеличения их адсорбирующей поверхности и освобождения пор от смолистых веществ
• Силикагель – продукт высушивания перенасыщенных растворов кремниевых кислот, твёрдый гель, обладающий свойствами гидрофильного сорбента
• Цеолиты - минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочно-земельных элементов с тетраэдрическим структурным каркасом, включающим полости (пустоты), занятые катионами и молекулами воды

Произведен обзор существующих схем очистки, где рассмотрены методы:

• Очистка вентиляционных выбросов от сероуглерода в аппаратах с кипящим слоем
• Очистка вентиляционных выбросов от сероуглерода методом "Сульфосорбон»

Анализ рассмотренных схем показал, что самым распространенным методом очистки вентиляционных выбросов от сероуглерода является адсорбционный.

В схеме очистки вентиляционных выбросов применяется адсорбер периодического действия вертикальный цилиндрический. В качестве загрузки адсорбера в соответствии с рекомендациями принят активированный уголь марки АР-В. Число устанавливаемых адсорберов равно 36.

         Выполнено проектирование системы очистки парогазовой смеси.

Адсорбционный цикл каждого адсорбера включает четыре стадии: адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения.

Исходная парогазовая смесь поступает во входной патрубок адсорбера, в котором происходит поглощение сероуглерода активированным углем. Очищенный газ идет в дымовую трубу. После окончания стадии адсорбции адсорбер переключается на десорбцию. Десорбция проводится острым водяным паром, поступающим из калорифера под давлением 0,2 МПа, благодаря чему он остается в перегретом состоянии. Температура угля в конце стадии десорбции составляет 120 °С. Направление пара совпадает с направлением исходной парогазовой смеси, т.е. снизу вверх. Благодаря этому капельки влаги, сконденсированной в первые минуты десорбции, стекают вниз. Из адсорбера сконденсированный водяной пар направляется в конденсатор.  Конденсат охлаждается водой с температурой 28 °C. Далее он охлаждается в теплообменных аппаратах типа "труба в трубе", после чего конденсат направляется в отстойник, где разделяется на сероуглерод и воду. Водяной пар из адсорбера идет в дымовую трубу.  Сушка угля ведется воздухом, нагретым в калорифере до 120 °С, который подается в адсорбер под давлением 1,5 МПа. Температура угля в конце стадии так же составляет  120 °С. Охлаждение угля ведется атмосферным воздухом температурой 25 °C, подаваемый вентилятором. Температура угля в конце стадии охлаждения равна 25-30 °C.  Адсорбция длится 3 часа, три остальные стадии - по часу каждая.

Сделан расчет аппарата. Определены параметры:

         Выполнен расчет гидравлического сопротивления слоя активированного угля, равного 0,14 МПа.

         Рассчитано количество пара, подаваемого в адсорбер, равное 402 кг.

         Сделан расчет теплообменной поверхности конденсатора, где вычислены показатели:

         Произведен расчет опор.

В качестве опор используются 4 швеллера 10П ГОСТ 8240-97. Определена сила, воспринимаемая каждым швеллером, равная 75087 Н и допускаемая нагрузка, равная 14175232 Н.

         В данной работе выполнен проект вертикального адсорбера для очистки вентиляционных выбросов, идущих от цеха производства вискозы.    

Спецификация – 2 листа

В программе: Компас 3D v