Технология первичной первичной переработки нефти и газа
Определение концентрации аммиака в паровой фазе. Расчет концентрации аммиака в поглотителе, находящемся в равновесии с парогазовой смесью. Расчет печи без пароперегревателя для нагрева мазута. Изучение расхода воздуха при нормальных физических условиях.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.04.2018 |
Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2018
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Комсомольский-на-Амуре государственный университет»
Факультет экологии и химической технологии
Кафедра «Технология переработки нефти и полимеров»
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
по дисциплине «Технология первичной первичной
переработки нефти и газа»
Вариант 13
Студент группы 4ХТб-2 Я.А. Шабалин
Преподаватель В.В. Петров
Задача 1
В скруббер диаметром 0,5 м подается 550 м3/ч (при 760 мм рт. ст. и 20 °С) воздуха, содержащего 2,8% (об.) аммиака, который поглощается водой под атмосферным давлением. Степень извлечения аммиака 0,95. Расход воды на 40% больше теоретически минимального. Определить: 1) расход воды; 2) общее число единиц переноса nоу; 3) высоту слоя насадки из керамических колец 50X50X5 мм. Коэффициент массопередачи: Ку = 0,001 кмоль аммиака/(м2*с*кмоль аммиака/кмоль воздуха). Данные о равновесных концентрациях жидкости и газа взять из примера 6.10. Коэффициент смоченности насадки ц = 0,9.
Дано: t =20?С Р=760мм рт. ст. V =550 м3/ч Сн =2,8% с =0,95 Ку= ц=1,4 ш=0,9 |
Решение: Пересчитаем исходную концентрацию пара аммиака в относительные массовые доли: Расход воздуха для н.у., м3/ч Количество поглощаемого аммиака |
|
Найти: D - ? - ? |
Конечная концентрация аммиака в паровой фазе:
По данным таблицы 6.4 примера 6.10 стоим рановесную прямую .
По графику находим концентрацию аммиака в поглотителе, находящемся в равновесии с парогазовой смесью,
Используя данные равновесия, определим Lmin:
Действительный расход воды:
Или,
Из уравнения материального баланса и значения и коэффициента избытка поглотителя выражаем концентрацию бензола в поглотителе(воде), выходящем из абсорбера,
Строим рабочую линию y(x) по точкам:
А(верх): xн=0; ук=0,00144
В(низ): хк=0,0151; ун=0,0288
Число единиц переноса(ЧЕП) будет равно,
Высота слоя насадки выражается формулой
где, - высота единицы переноса(ВЕП),
где, G-постоянный по высоте колонны расход инертного газа, кг/с;
- средний коэффициент массопередачи,
;
S-площадь поперечного сечения колонны, м2;
- удельная поверхность сухой насадки(табл.ЧVII);
ш=0,9-коэффициент смоченности насадки,
Площадь определяем по формуле, м2
Расход воздуха, кг/с
где, - плотность воздуха при н.у.
Преобразуем коэффициент массопередачи,
Тогда,
Высота слоя насадки, м
Задача 2
Рассчитать печь без пароперегревателя для нагрева мазута. Топливо - газ:
Таблица 1 - Исходные параметры.
Про-сть печи по мазуту G, кг/ч |
Температура сырья на входе tвх, ?С |
Температура сырья на выходе tвых, ?С |
Давление сырья на выходе Pвых, МПА |
|
65 000 |
320 |
425 |
0,014 |
Дано: G =50 000 кг/ч tвх = 350 ?С tвых =450 ?С Pвых =0,014 МПА Н2 =2,8 %(об) СН4 =33,2 %(об) С2Н6 =47,6 %(об) С3Н8 =7,3 %(об) С4Н10 =8,0 %(об) N2 =1,1 %(об) |
Решение: 1)Расчет процесса горения. Теплота сгорания газообразного топлива рассчитывается по правилу аддитивности: где - теплота сгорания i-ого компонента топлива; - мольная доля i-ого компонента топлива. Рассчитаем элементарный состав газообразного топлива, %: где, -число атомов компонента топлива; -содержание соответствующих компонентов, %; |
|
Рассчитать печь |
Теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 кг топлива:
Действительный расход воздуха:
где - коэффициент избытка воздуха (б =1,05 - 1,25 для газообразного топлива) принимаем б = 1,15.
Тот же расход воздуха при нормальных физических условиях:
аммиак поглотитель печь пароперегреватель
где =1,293 - плотность воздуха при нормальных физических условиях.
Масса дымовых газов, образующихся при сжигании 1 кг топлива:
Общая масса продуктов сгорания
Объемный состав продуктов сгорания на 1кг топлива при нормальных условиях, м3/кг:
Объем дымовых газов при любой температуре и давлении, отличном от нормального:
Плотность дымовых газов при нормальных физических условиях:
2) Расчет радиантной камеры.
Определим энтальпию продуктов сгорания:
где - значение средней удельной теплоемкости.
КПД печи определяется по формуле
где = 0,06 потери теплоты в окружающую среду.
- потери теплоты с уходящими из печи дымовыми газами, температура которых принимается на 100-150 выше температуры сырья на входе в печь.
Определим полезную тепловую мощность.
где - производительность печи по сырью.
,,-соответственно энтальпия пара и жидкости на выходе из печи и энтальпия жидкости (сырья) на входе в печь.
e - доля отгона сырья на выходе из печи (задаемся е = 0,3)
Определяем относительную плотность ,по формуле
где, ;
где б - средняя температурная поправка на один градус.
Часовой расход топлива,
3) Алгоритм расчета радиантной камеры.
1. Принять температуру дымовых газов, покидающих топку, в соответствии с назначением печи
2. Определить максимальную расчетную температуру горения
где - средняя теплоёмкость продуктов сгорания 1 кг топлива при ,
3. Вычислим количество теплоты воспринимаемое сырьем в радиантных трубах:
4. Подсчитать количество теплоты передаваемое сырью в камере конвекции:
5. Определить площадь эквивалентной абсолютно черной поверхности по формуле
где - теплонапряженность абсолютно черной поверхности, по значениям Тп, Тmax, и Тст.
6. Определить температуру стенки экрана используя уравнение
По найденному значению энтальпии сырья определяют температуру сырья:
7. Рассчитаем температуру наружной поверхности труб по уравнению
где - повышение температуры труб за счет загрязнений, пример равной 20
Тогда интерполируя по графику получаем,
8. Задать степень экранирования кладки . Для современных печей . Примем равной 0,5.
9. Определить эквивалентную лучевоспринимающую поверхность
10. Определить площадь экранированной плоской поверхности заменяющей трубы:
где - фактор формы, показывающий, какая доля теплоты поглощается фактическими трубами от того количества теплоты, которое в тех же условиях поглощала бы полностью экранированная поверхность.
При однорядном экране, расстоянии между трубами 2d и длиной радиантных труб =18 м, принимаем фактор формы K = 0,87.
11. Определить ширину экрана, вычисляя ту ее часть, которая непосредственно омывается дымовыми газами:
12. Принимаем трубчатую печь двухкамерной схемы. Задаем диаметр труб радиантной секции Для печи с двумя радиантными камерами общее число труб
13. Площадь поверхности радиантных труб
14. Определить общую площадь поверхности кладки с учетом фактических размеров радиантной камеры:
где - площадь всех стен;
- площадь пола и свода;
Проектируем радиантную камеру печи, на поде каждой камеры располагается - 29 труб, на своде - 30. Тогда ширина пода
Принимаем ,
А высоту боковой стенки примем 4,8м
Длина свода
Принимаем
15. Площадь плоской поверхности, эквивалентной площади труб, исходя из фактических размеров печи:
16. Подсчитать уточненную эквивалентную лучевоспринимающую поверхность:
17.Вычислитьстепень экранирования кладки:
Полученное значение достаточно близко к принятому ранее 0,5 и разница не вносит погрешности в расчете, поэтому пересчета не требуется.
18.Вычислить коэффициент теплоотдачи свободной конвекцией от продуктов сгорания к радиантным трубам:
19. Определить температурную поправку теплопередачи в топке:
где - постоянная излучения абсолютно черного тела, равная 5,67 Вт/(м2К4).
21. Характеристика излучения
22. Определить температуру продуктов сгорания на выходе из топки:
23. Определить коэффициент прямой отдачи - отношение количества теплоты, воспринимаемого радиантными трубами, к количеству теплоты, выделенному при сжигании топлива:
24. Уточнить количество теплоты полученное радиантными трубами:
25. Рассчитать тепловую напряженность радиантных труб:
4) Расчет камеры конвекции.
5) Алгоритм расчета камеры конвекции.
1. Определить тепловую нагрузку камеры конвекции:
2. Рассчитать температуру сырья на выходе из труб конвекции:
По найденному значению энтальпии сырья определяют температуру сырья:
3. Определить средний температурный напор с учетом того, что в камере конвекции в трубах и дымовые газы движутся противотоком (индекс противоточности равен 1):
4. Принять температуру наружной поверхности трубы на больше средней температуры сырья, т.е.
5. Определить коэффициент теплопередачи:
где , - коэффициенты теплоотдачи соответственно конвекцией ( вынужденной) и излучением от дымовых газов к конвекции трубам.
6. Вычислить коэффициент теплоотдачи излучением по формуле Нельсона:
7. Посчитать массовую скорость дымовых газов:
где - секундный расход дымовых газов кг/с ,
- живое сечение камеры конвекции,
где
Примем что трубы камеры конвекции d=102*6 мм, число труб в горизонтальном ряду равно 5, шаг между осями труб
Секундный расход дымовых газов
8. Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к трубкам:
где - коэффициент, зависящий от средней температуры дымовых газов, принимаем равным 22,5.
9. Площадь поверхности нагрева конвекционных труб
10.Число труб в камере конвекции
11. Определить теплонапряженность конвекционных труб:
Список использованных источников
1 Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии / К. Ф. Павлов,П. Г. Романков, А. А. Носков. - М. : Химия, 1987. - 570 с.
2 Поникаров, И. И. Расчеты машин и аппаратов химических производств и нефтегазопереработки (примеры и задачи) / И. И. Поникаров, С. И. Поникаров, С. В. Рачковский. - М. : Наука, 2008. - 713 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание конструкции котла. Общие характеристики топлива; коэффициенты избытка воздуха. Расчет объемов продуктов сгорания, доли трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Тепловой расчет пароперегревателя, поверочный расчет водяного экономайзера.
курсовая работа [364,8 K], добавлен 27.05.2015Построение теплового процесса расширения пара в турбине. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе. Исследование эффективности ПГУ при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре. Определение и расчет мощности, развиваемой паровой турбиной.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.05.2014Расчет горения топлива. Объёмы компонентов продуктов сгорания, истинная энтальпия. Время нагрева металла в печи с плоскопламенными горелками. Расчет основных размеров печи. Определение расхода топлива. Выбор горелок для нагрева круглых труб в пакетах.
контрольная работа [364,2 K], добавлен 07.08.2013Расчет объемов воздуха и продуктов сгорания котельной установки. Определение коэффициентов избытка воздуха, объемных долей трехатомных газов и концентрации золовых частиц. Расчет энтальпий воздуха и продуктов сгорания. Расчет поверхностей нагрева котла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.05.2015Краткое описание секционной печи и ее схема. Расчет теплообмена в рабочем пространстве печи. Тепловой баланс печи по секциям. Расчет горения топлива (состав исходного газа, состав и калориметрическая температура продуктов сгорания). Расчет нагрева труб.
курсовая работа [272,3 K], добавлен 22.01.2013Принципиальная схема двухконтурной утилизационной парогазовой установки. Определение теплофизических характеристик уходящих газов. Приближенный расчет паровой турбины. Определение экономических показателей парогазовой установки. Процесс расширения пара.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.06.2014Конструкция котлоагрегата, топочной камеры, барабанов и сепарационных устройств, пароперегревателя. Тепловой расчет парового котла ПК-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания, экономичность работы. Расчет конвективного пароперегревателя.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 15.03.2014Определение объемов воздуха и продуктов сгорания, коэффициента полезного действия и расхода топлива. Расчет топки котла, радиационно-конвективных поверхностей нагрева, ширмового пароперегревателя, экономайзера. Расчетная невязка теплового баланса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2011Выбор расчетных температур и способа шлакоудаления. Расчет энтальпий воздуха, объемов воздуха и продуктов сгорания. Расчет КПД парового котла и потерь в нем. Тепловой расчет поверхностей нагрева и топочной камеры. Определение неувязки котлоагрегата.
курсовая работа [392,1 K], добавлен 13.02.2011Литературный и патентный обзор по теме работы. Расчет полного горения топлива. Расчет нагрева металла в печи и основных размеров печи. Тепловой баланс и выбор горелок. Определение высоты кирпичной трубы. Расчёт сечения борова. Тип и размер футеровки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.05.2010Расчет горения топлива. Определение параметров нагрева металла и теплообмена в печи: в методической, сварочной зоне, время томления металла. Тепловой баланс: расход топлива и тепла, неучтенные потери тепла. Расчет рекуператора для подогрева воздуха.
курсовая работа [338,1 K], добавлен 14.05.2012Описание работы и конструкции печи. Тепловой расчет нагрева металла в индукционной печи. Конструктивный, теплотехнический и электрический расчеты. Определение охлаждения индуктора. Техническая характеристика печи с учетом рассчитанных показателей.
контрольная работа [68,0 K], добавлен 17.07.2010Краткое описание котла ДКВР-10. Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Тепловой расчет топки, определение температуры газов на выходе. Расчет ограждающей поверхности стен топочной камеры. Геометрические характеристики пароперегревателя.
курсовая работа [381,0 K], добавлен 23.11.2014Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла. Определение расчётного расхода топлива. Выбор схемы его сжигания. Конструкторский расчет пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя и сведение теплового баланса парогенератора.
курсовая работа [316,3 K], добавлен 12.01.2011Определение состава газа, расчет горения топлива. Расчет нагрева металла. Основные параметры, тепловой баланс, основные размеры печи, выбор горелок. Расчет рекуператора, гидравлический расчет трассы. Применение бетонов и волокнистой изоляции.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 22.10.2010Расчет горения топлива. Определение размеров рабочего пространства печи. Расчет внешнего теплообмена в рабочем пространстве. Расчет времени нагрева заготовок. Уточнение размеров рабочего пространства печи. Тепловой баланс камерной нагревательной печи.
курсовая работа [126,0 K], добавлен 06.11.2015Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Радиационное дефектообразование в ZnO. Расчет радиационных характеристик движущегося протона и концентрации наведенных дефектов с помощью программы SRIM. Концентрации дефектов в ZnO по спектрам поглощения.
отчет по практике [2,3 M], добавлен 15.01.2014Изучение различных изопроцессов, протекающих в газах. Экспериментальное определение СP/СV для воздуха. Расчет массы газа, переходящего в различные состояния. Протекание изотермических процессов, определение состояния газа как термодинамической системы.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 17.11.2010Конструкции методических печей. Сухая очистка газов. Применение батарейных циклонов. Определение времени нагрева металла в сварочной зоне. Расчет горения топлива. Приход тепла в рабочее пространство печи. Технико-экономические показатели работы печи.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 18.04.2014Составление расчётно-технологической схемы трактов парового котла. Выбор коэффициентов избытка воздуха. Определение расчётного расхода топлива. Определение конструктивных размеров и характеристик топки. Расчёт фестона и хвостовых поверхностей нагрева.
курсовая работа [153,7 K], добавлен 12.01.2011