Расчет узла для выделения двуокиси углерода

Казанский государственный технологический университет, кафедра машины и аппараты химического производства, курсовой проект по дисциплине "Машины и аппараты химического производства", на тему "Расчет узла для выделения двуокиси углерода", Казань 2012 год.

Узел предназначен для выделения двуокиси углерода из контактного газа путем промывки его щелочным раствором карбоната калия в насадочной колонне. Это позволяет поддерживать концентрацию двуокиси углерода в циркуляционных системах синтеза постоянной.
Исходные данные технологической колонны (абсорбер):
G = 15 т/час = 15000кг/час – массовый расход газа,
Ун (СО2) = 32,5% - объемная концентрация СО2 в газе на входе в абсорбер,
У-н = 26,1% - мольная концентрация СО2 в газе на входе в абсорбер,
Ун = 34,8% - массовая концентрация СО2 в газе на входе в абсорбер,
Р = 2,15 МПа – давление на входе в абсорбер,
t = 40С – температура газа на входе в абсорбер
Исходные данные центробежного электронасоса:
LBC = 30 м – общая длина трубопровода на линии всасывания,
LH = 60 м – общая длина трубопровода на линии нагнетания,
Z90BC = 6 шт. – количество поворотов на 90 на линии всасывания,
Z135ВС = 1 шт. – количество поворотов на 135 на линии всасывания,
ZВенВС = 3 шт. – количество прямоточных вентилей на линии всасывания,
Z90Н = 8 шт. – количество поворотов на 90 на линии нагнетания,
Z135Н = 2 шт. – количество поворотов на 135 на линии нагнетания,
ZвенН = 3шт. – количество прямоточных вентилей на линии нагнетания,
Нн = 14 м – высота расположения ввода абсорбента в колонну,
Нвс = 5 м – высота расположения (емкости) отбора флегмы в колонну,
Рн = 2,15 МПа – давление (в колонне) на линии нагнетания,
Рвс = 2,0 МПа - давление (в емкости) на линии всасывания.

Содержание

Введение 6
Завод Этилена. История завода 8
1. Назначение и описание проектируемого узла 11
1.1. Назначение узла 11
1.2. Описание технологической схемы 11
1.3. Технические характеристики 13
1.4. Недостатки и рекомендации по их устранению 17
1.5. Выбор конструктивных материалов 17
2. Технологический расчёт колонны 18
2.1. Исходные данные 18
2.2. Материальный баланс 19
2.2.1. Массовый расход потоков 19
2.2.2. Унос абсорбента газами 19
2.2.3. Состав по зонам газового потока 20
2.2.4. Состав по зонам жидкого потока 20
2.3. Диаметр аппарата 21
2.3.1. Фиктивная скорость газа 21
2.3.2. Рабочая скорость газа 21
2.3.3. Диаметр аппарата 22
2.4. Высота аппарата 22
2.4.1. Общее число единиц переноса 22
2.4.2. Высота насадки 23
2.4.3. Высота аппарата 23
2.5. Гидравлическое сопротивление 24
2.5.1. Гидравлическое сопротивление сухой насадки 24
2.5.2. Гидравлическое сопротивление 24
2.6. Диаметр штуцеров 25
3. Механический расчет колонны 26
3.1. Выбор конструкционного материала 26
3.2. Расчет на прочность корпуса 27
3.2.1. Толщина обечайки 27
3.2.2. Толщина днища 28
3.3. Расчет укрепления отверстия 30
3.3.1. Диаметр отверстия, не требующий укрепления 30
3.3.2. Подбор размеров штуцера 31
3.3.3. Подбор размеров укрепляющего кольца 32
3.3.4. Условие крепления 32
3.4. Расчет фланцевого соединения 33
3.4.1. Выбор конструкций 33
3.4.2. Выбор основных размеров 33
3.4.3. Коэффициент жесткости 35
3.4.4. Болтовая нагрузка 36
3.4.5. Условие прочности шпилек 37
3.4.6. Условие прочности фланца 37
3.5. Расчет на ветровую нагрузку 39
3.5.1. Исходные данные 39
3.5.2. Эскиз к расчету 40
3.5.3. Период собственных колебаний 41
3.5.4. Сила давления ветра 41
3.5.5. Ветровой момент 42
3.5.6. Размеры опорного кольца 42
3.5.7. Расчет сварного шва 44
3.5.8. Проверка устойчивости цилиндрической формы 45
3.6. Расчет на прочность опорной решетки 46
3.6.1. Изгибающий момент 46
3.6.2. Расчет на прочность 47
4. Технологический расчет насоса 48
4.1. Исходные данные 48
4.2. Производительность 49
4.3. Напор 49
4.3.1. Диаметр трубопровода 49
4.3.2. Скорость потока 49
4.3.3. Потери на линии нагнетания 49
4.3.4. Потери на линии всасывания 50
4.3.5. Напор 51
4.4. Мощность 51
4.4.1. Полезная мощность 51
4.4.2. Мощность двигателя 51
4.5. Расчет на кавитацию 52
4.6. Выбор насосного агрегата 52
5. Механический расчет насоса 54
5.1. Исходные данные 54
5.2. Расчет корпуса 54
5.3. Расчет вала на изгиб 54
5.4. Эпюра изгибающих моментов 55
5.5. Крутящий момент 56
5.6. Эквивалентный момент 56
5.7. Определение минимального диаметра вала 56
5.8. Расчет критической скорости вращения вала 56
6. Экономическое обоснование 59
6.1. Расчет капиталовложения 59
6.2. Расчет численности и фонда заработной платы рабочих 60
6.3. Калькуляция себестоимости продукции 62
6.4. Экономический момент 64
6.5. Технико-экономические показатели 65
Заключение 66
Список использованной литературы 67