Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева
Кафедра «Машины и аппараты химических и пищевых производств»
На тему:"Прочностной расчет абсорбционной колонны"
Дзержинск 2014
В данной работе выполнен расчет на прочность основных элементов аппарата от действия различных нагрузок, таких как избыточное давление, вакуум и изгибающий момент. Рассчитана толщина стенки корпуса, которая составила 14 мм. Подобрана и рассчитана стандартная опора. Выполнен проверочный расчет фланцевого соединения. Также выполнен расчет днищ. Поскольку работа носит учебный характер, полный прочностной расчет всех элементов аппарата не произведен.
Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называются абсорберами.
При абсорбционных процессах массообмен происходит на поверхности соприкосновения фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую по-верхность соприкосновения между газом и жидкостью. Исходя из способа создания этой поверхности, абсорбционные аппараты можно подразделить на следующие группы:
• Поверхностные и пленочные
• Насадочные
• Барботажные (тарельчатые)
• Распыливающие
В нашей курсовой работе рассматривается насадочный абсорбер.
Течение жидкости по насадке носит в основном пленочный характер, вследствие чего насадочные абсорберы можно рассматривать как разно-видность пленочных. В то же время между насадочными и пленочными абсорберами, в том числе абсорберами с листовой насадкой, имеются различия. В пленочных абсорберах пленочное течение жидкости происходит по всей высоте аппарата, тогда как в насадочном -- лишь по высоте элемента насадки. При перетекании жидкости с одного элемента насадки на другой пленка жидкости разрушается и на нижележащем элементе образуется новая пленка. Некоторая часть жидкости при этом проваливается в виде капель через расположенные ниже слои насадки.
При определенных условиях пленочное течение жидкости в наса-дочных абсорберах нарушается, и контакт между газом и жидкостью осуществляется в режиме барботажа.
Насадочный абсорбер (рис. 1.) состоит из колонны, в которой помещена поддерживающая решетка 3; на этой решетке уложен слой насад-ки 7. Орошающая жидкость подается на насадку при помощи распределительного устройства 9. В показанном на рис. 1 абсорбере насадка уложена двумя слоями, с установленными под каждым слоем отдельными поддерживающими решетками и установленной между слоями перераспределительным устройством 6 для перераспределения жидкости.
Движение газа и жидкости в насадочных абсорберах обычно осуществляется противотоком. Прямоток (нисходящий) применяют довольно редко.
Колонные аппараты состоят, как правило, из вертикального корпуса (обечайки), эллиптической крышки и днища, и жестко скрепленной с корпусом обечайки цилиндрической формы.
Корпус колонны выполнен цельносварным. Цельносварной корпус колонны представляет собой цилиндрическую обечайку с приварными стандартными эллиптическими отбортованными днищем и крышкой. Для загрузки и выгрузки насадки в верхней и нижней части каждой секции устанавливают люки. Очищаемый газ подается через штуцер 2, расположенный в нижней части колонны. Жидкость отводится через штуцер 10, расположенный в днище. Очищенный газ выводится из колонны через штуцер 8. Колонна устанавливается на фундаменте с помощью цилиндрической опоры.
Исходные данные:
Назначение Абсорбция
Исполнение Цельносварная
Основные размеры.
Диаметр колонны D=1400 мм,
Условные диаметры штуцеров dy1=80 мм,
dy2=80 мм,
dy3=250 мм,
dy4=150 мм,
dy5=500 мм,
Высота сепараторной части hc=1000 мм,
hк=2000 мм,
Высота насадки, м 4+4+4
Изгибающий момент М=0,06 МН•м
Тип опоры Цилиндрическая
Высоту опоры принять как hо=0,7• hк,
Высоту перераспределительной части принять как hc1=0,7• hc,
Температура t=35°С,
Давление, абсолютное
Максимальное Рmax=0,8 МПа,
Минимальное Рmin=0,015 МПа,
Среда Вода, аммиак,
аммония гидроокись.
Высота опоры, согласно заданию:
hо=0,7• hк=0,7•2=1,4 м.
высота перераспределительной части, согласно заданию:
hc1=0,7• hc=0,7•1=0,7 м.
