Подбор крышки и днища
Для данной колонны из ряда стандартных элементов подберём крышку и днище. Технические характеристики данных элементов указаны в таблице 4.
Таблица 4
| Параметры | крышка | днище |
Внутренний диаметр  , 
| ||
Высота борта  , 
| ||
Высота эллиптической части  ,
| ||
Внутренняя поверхность  , 
| 5,6 | 5,6 |
Внутренняя ёмкость  , 
| 1,585 | 1,585 |
Толщина стенки  ,
| ||
Масса  , 
|
Подбор тарелок
В барботажных абсорберах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачковыми, ситчатыми или провальными тарелками.
Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса - газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата.
В зависимости от диаметра, колонные аппараты изготавливают с тарелками различных типов. В данную колонну диаметром 2200 можно установить колпачковые тарелки типа ТСК-1 (ост 26-808-73).
В колпачковых тарелках газ барботирует через жидкость, выходя из прорезей колпачков, расположенных на каждой тарелке. В прорезях газ дробится на мелкие струйки, которые по выходе из прорези почти сразу поднимаются вверх и, проходя через слой жидкости на тарелке, сливаются друг с другом.
В колоннах с колпачковыми тарелками (рисунок 2) находятся тарелки 1 с патрубками 2, закрытые сверху колпачками 3. Нижние края колпачков снабжены зубцами или прорезями в виде узких вертикальных щелей. Жидкость протекает с тарелки на тарелку через переливные трубы 4. Уровень жидкости на тарелке соответствует высоте, на которую верхние концы переливных труб выступают над тарелкой. Чтобы жидкость перетекла только по переливным трубам, а не через патрубки 2, верхние концы патрубков должны быть выше уровня жидкости. Нижние края колпачков погружены в жидкость так, чтобы уровень жидкости был выше верха прорезей.
|
|
Газ проходит по патрубкам 2 в пространство под колпачками и, выходя через отверстия между зубцами или через прорези в колпачках, барботирует через слой жидкости.
Чтобы газ не попадал в переливные трубы и не препятствовал таким образом нормальному перетоку жидкости с тарелки на тарелку, нижние концы переливных труб опущены под уровень жидкости. Благодаря этому создается гидрозатвор, предотвращающий прохождение газа через трубы.
Рисунок 2 - Колонна с колпачковыми тарелками
Технические характеристики колпачковых тарелок типа ТСК-1 при диаметре колонны 2200 указаны в таблице 5.
Таблица 5
Свободное сечение колонны, 
| 3,81 |
Длина линии барботажа, 
| 44,6 |
Периметр слива  ,
| 1,606 |
Свободное сечение тарелки, 
| 0,471 |
Относительная площадь для отхода паров  , 
| 12,3 |
| Масса,
|
Расчет штуцеров
Подсоединение трубопроводов к сосудам и аппаратам осуществляется с помощью вводных труб или штуцеров. Штуцерные соединения могут быть разъемными (резьбовыми, фланцевыми, сальниковыми) и неразъемными (сварными, паяными, клеевыми). Наиболее распространены разъемные соединения с помощью фланцевых штуцеров. Стальные фланцевые штуцера представляют собой короткие куски труб с приваренными к ним фланцами либо с фланцами, удерживающимися на отбортовке, либо с фланцами, откованными за одно со штуцером. В зависимости от толщины стенок патрубки штуцеров могут быть тонкостенными и толстостенными. Типы штуцеров зависят от номинального (условного) давления и температуры среды.
|
|
Присоединение фланцевых штуцеров к корпусу аппарата, днищу или крышке выполняется с определенным вылетом, который зависит от условного диаметра и условного давления, а также от толщины изоляции аппарата, если он таковую имеет.
По назначению все фланцевые соединения в химическом аппаратостроении подразделяют на фланцы для трубной арматуры и труб (сюда же относятся все фланцы штуцеров и аппаратов) и фланцы для аппаратов (с их помощью осуществляется крепление крышек, днищ и т.д.)
Диаметр штуцеров рассчитываем по формуле (3.5).
(3.5)
Производительность колонны велика, поэтому для подачи и отвода газового потока со скоростью 25 
предусмотрим по три штуцера.
, 
.
Для подачи поглотителя и отвода насыщенного поглотителя со скоростью 3 
предусмотрим по четыре штуцера.
, 
.
Уточняем по справочным данным диаметры штуцеров и толщину стенок. Данные представлены в таблице 6.
Таблица 6
| Номер штуцера | ||||
| Толщина стенки ,
| ||||
Наружный диаметр  ,
|
Расчет массы аппарата
Массу данной колонны определяем по формуле (3.6).
(3.6), 
Массу тарелок определим по формуле (3.7)
(3.7) 
Пользуясь формулой (3.8) определим массу максимальной загрузки колонны.
|
|
(3.8)
Массу максимальной нагрузки на опоры определим, пользуясь формулой (3.9).
(3.9)
Переведем массу максимальной нагрузки в мега ньютоны, используя формулу (3.10).
(3.10)
Подбор опор
Химические аппараты устанавливают на фундамент чаще всего с помощью опор. Аппараты, работающие в горизонтальном положении, независимо от того, где их монтируют (внутри помещения или вне его), устанавливают на седловых опорах. Аппараты вертикального типа, размещаемы на открытых площадках, оснащают юбочными опорами - цилиндрическими или коническими. Чаще всего юбочные опоры применяют для аппаратов колонного типа. Аппараты, устанавливаемые в помещении, могут монтироваться либо на подвесных лапах, либо на стойках.
Если аппарат устанавливают на полу того или иного этажа, то при соотношении высоты колонны к ее диаметру меньшим 5 используют опорные стойки, которые могут быть вертикальными или наклонными, круглого или некруглого сечения. Опорные стойки круглого сечения применяют, как правило, для аппаратов малых объемов. Чтобы сохранить прочность обечаек и днищ аппаратов при воздействии на них опорных нагрузок, между опорой и элементами аппарата иногда помещают специальную прокладку. Число опор, определяемое конструктивными соображениями, проверяют расчетным путем: стоек должно быть не менее трех. Т.к. соотношение высоты данной колонны к ее диаметру меньше 5, то данную колонну необходимо установить на опорные стойки некруглого, в количестве четырех штук.
Заключение
Вданном курсовой проекте спроектирована абсорбционная установка непрерывного действия для поглощения углекислого газа из его смеси с воздухом, используя в качестве поглотителя воду.
В ходе проектирования выполнен материальный баланс, в котором произведены расчеты массовых расходов основных материальных потоков (газовой смеси, поглотителя).
В ходе расчета теплового баланса, определено, что в ходе процесса абсорбции происходит незначительное выделение тепла, следовательно нет необходимости предусматривать отвод тепла.
В конструктивном расчете определена габариты аппарата (высота, диаметр колонны). В соответствии с габаритами аппарата практически рассчитаны и подобраны диаметры штуцеров, подобраны днище и крышка аппарата, выполнен подбор тарелок, рассчитана масса колонны и осуществлен подбор опоры.
Список использованной литературы
1. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. / А.Н. Плановский. - М.: Химия, 1987. - 496с.
2. Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для техникумов / И.Л. Иоффе. - Л.: Химия, 1991. - 351 с.
3. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Ю.И. Дытнерский. - М.: Химия, 1991. - 496с.
4. Соколов В.Н. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи. Учеб. пособие для студентов вузов/ В.Н. Соколов - Л.: Машиностроение, 1982. - 384с.
5. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник.3-е изд., перераб. и доп. / В.А. Рабинович. - Л.: Химия, 1991. -432с.
6. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчеты химической аппаратуры. / А.А. Лащинский. - Л.: Химия, 1970. - 974с.
7. Кувшинский М.Н., Соболева А.П. Курсовое проектирование по предмету "Процессы и аппараты химической промышленности": Учеб. пособие для учащихся техникумов.2-е изд., перераб. и доп. / М.Н. Кувшинский. - М.: Высшая школа, 1980. - 223с.