5.1 Тепловий розрахунок холодного скрубера
Мета розрахунку - визначення кількості холодної води на охолодження димових газів від трьох котлів.
Вихідні дані:
? температура димових газів на вході в холодний скрубер - 110 єС, на виході - 50 єС;
? температура охолоджуючої води: на вході у холодний скрубер - 30 єС, на виході - 50 єС;
? склад димових газів (таблиця 5.1)
Таблиця 5.1 - Склад димових газів
Компоненти |
нм3/год |
%, об. |
кг/год |
%, мас. |
|
Діоксид вуглецю, СО2 Азот, N2 Кисень, О2 Водяна пара, Н2О |
1350 10800 750 2100 |
9 72 5 14 |
2651,786 13500 1071,429 1687,5 |
14 71,4 5,6 9 |
|
Всього |
15000 |
100 |
18910,715 |
100 |
Ці дані використовуються для подальших розрахунків.
Кількість води на зрошення холодного скрубера визначаємо з теплового балансу скруберу (втрати тепла не враховуємо):
(5.1)
Тепло, що вноситься димовими газами, які мають температуру 110 С, визначаємо за формулою:
, (5.2)
де Vі - обсяг компонентів димового газу, м3/год (таблиця 5.1);
Cі - питома теплоємкість компонентів, кДж/(м3град) (таблиця 5.2).
Таблиця 5.2 - Питома теплоємкість газів, кДж/(м3град) 10
Компонент |
СО2 |
N2 |
О2 |
Н2О |
|
1,7090 |
1,2963 |
1,3188 |
1,5069 |
||
1,6500 |
1,2953 |
1,3118 |
1,4997 |
кДж/год
Тепло, що потрапляє разом з водою при температурі 30 С, дорівнює:
, (5,3)
де - питома теплоємкість води, кДж/(кгград);
=4,18 кДж/(кгград) 10
Тепло, що уноситься димовими газами при температурі 50 С дорівнює:
(5.4)
Тут необхідно попередньо визначити обсяг водяної пари у димових газах. Зміст водяної пари у повітрі при насичені та при тиску 745 мм.рт.ст. та температурі 50 С дорівнює 82,94 г/м3 10. Приймаємо такий же влагозміст для димових газів. Тоді,
, (5.5)
=1290082,9410-3=1069,92 кг/год,
де , (5.6)
=15000-2100=12900 нм3/год,
нм3/год.
Розрахуємо величину :
=(13501,6500+108001,2953+7501,3118+1331,4631,4997)50 =
=959869,25 кДж/год.
Тепло, що уноситься водою при температурі 30 С дорівнює:
, (5.7)
де =4,18 кДж/(кгград).
Режим рівняння теплового балансу:
2250685,8+125,4 mводи=959869,25+209mводи,
(209-125,4)- mводи=2250685,8-959869,25,
кг/год.
Щільність води =1000 кг/м3. Тоді VВОДИ = 15,4404 м3/год.
Визначаємо розчинність компонентів димових газів у воді, враховуючи дані таблиці
Таблиця 5.3 - Розчинність газів у воді при температурі 50 С та тиску 101325 Па 10
Компонент |
СО2 |
N2 |
O2 |
|
Розчинність нм3/м3 |
0,856 |
0,0096 |
0,0209 |
, (5.8)
де б - розчинність газів у воді, нм3/м3;
- обєм води, м3/год.
=0,85615,4404=13,220 нм3/год,
=0,009615,4404=0,148 нм3/год,
=0,020915,4404=0,323 нм3/год.
Отримані дані зводимо у таблицю теплового балансу процесу охолодження димових газів водою.
Таблиця 5.4 - Таблиця теплового та матеріального балансу процесу охолодження димових газів водою
Добуток |
Витрата |
|||||||||
Статті |
нм3/год |
%об |
кг/год |
% мас |
Статті |
нм3/год |
%об |
кг/год |
% мас |
|
Димові гази, у тому числі СО2 N2 O2 H2O |
1350 10800 750 2100 |
9 72 5 14 |
2651,786 13500 1071,429 1687,5 |
14 71,4 5,6 9 |
Димові гази, у тому числі СО2 N2 O2 H2O |
1336,7 10799,85 749,48 1331,463 |
9,4 75,94 5,3 9,36 |
2625,82 13499,815 1070,686 1069,926 |
14,3 73,9 5,9 5,9 |
|
Разом |
15000 |
100 |
18910,715 |
100 |
Разом |
14217,575 |
100 |
1826,247 |
100 |
|
Вода на охолодження |
15440,390 |
Вода зі скруберу |
16084,858 |
|||||||
Усього |
Усього |
34351 |
- Вступ
- 1. Аналітичний огляд існуючих методів очищення димових газів від діоксиду вуглецю
- 1.1 Водна очистка від діоксиду вуглецю
- 1.2 Очищення водними розчинами етаноламінів
- 1.3 Процес «Амізол»
- 1.4 Фізична абсорбція органічними розчинниками
- 1.4.1 Процес «Пурізол»
- 1.4.2 Очищення холодним метанолом (процес «Ректізол»)
- 1.5 Очищення розчинами поташу
- 1.6 Очищення мишяково-поташними розчинами (процес «Джамарко-Ветрокк»)
- 2. Фізико-хімічні основи технологічного процесу
- 3. Вибір та опис технологічної схеми уловлювання діоксида вуглецю
- 4. Обгрунтування вибору основного технологічного устаткування
- 5. Матеріальні та теплові розрахунки
- 5.1 Тепловий розрахунок холодного скрубера
- 5.2 Матеріальний розрахунок процесу абсорбції
- 6 6. Алгоритм конструктивного розрахунку абсорберу для уловлювання діоксиду вуглецю
- 7. Вибір схеми автоматичного контролю і регулювання технологічного процесу регенерації насиченого карбонат - бікарбонатного розчину
- Використання теплоти димових газів
- 2.1 Хінонні методи очищення газів від сірководню.
- Загальні переваги адсорбційних методів очищення газів :
- 3.5 Очищення газів від оксиду вуглецю (II)
- 3.1 Очищення газів від оксиду сірки (IV)
- 4.3 Очищення газів від оксиду сірки (IV)
- 5.4 Каталітичне очищення газів від оксиду сірки (IV)
- 4.6 Очищення газів від парів ртуті
- 5.5 Каталітичне очищення газів від органічних речовин