Vakuumli regeneratsiya - Gazlarni quritish qurilmasi tarelkali absorberni hisoblash

Vakuumli regeneratsiya
Desorberda vakuum hosil qilish glikol qotishmasini qaynash tem’eraturasini tushiradi va undan ortiqcha miqdordagi suvni bug’latib yuborish imkoniyatini beradi. Nasos yordamida desorberda 400-600 mm. sim. ust. bo’lgan vakuum hosil qilinadi va dietilenglikolni konsentratsiyasini 98,5-99,3% mass., trietilenglikol'niki esa 98,6-99,5% mass., ga yetkazib olinadi.
6g-rasmda gaz va suv bug’larini ejenktrlash ko’rsatilgan. To’yingan glikol' absorberdagi bosimga teng bosim bilan shamollatgich (1) ga kiradi. Shamollatgichdan ajralib chiqqan gaz veentil (2) orqali yoqilg’i sifatida ishlatishga jo’natiladi, to’yingan glikol' esa shamollatgich ‘asidan bosim ostidan issiqlik almashtirgich (4) ga o’tadi. Oraliq sig’im (5) da regenirlangan glikol' bilan qizitiladi va ejektor (3) ga keladi. Undan o’tib kondensator (6) da va glikolni ‘arlatish kamerasida (7) havo siyraklashishini hosil qiladi. O’zini bosimini tushirib va ejektor (3) dagi oqim tezligini kamaytirib, to’yingan glikol' quyuqlashgan suyuqlikni va kondensirlanmagan bug’ni bir qismini oqizib ketadi va rektifikatsiya kolonna (9) ga tushadi. Keyin, olovli qizitgich (11) bilan riboyler (10) ga yo’naltiriladi. Riboylerdan qisman regenerlangan glikol' oqib o’tib kamera (8) ga tushadi. U yerdan zmeevik (12) ga yo’naladi. Keyn bug’latuvchi kamera (7) ga tushadi. Yuqori darajada konsentrlangan glikol', bug’latgich kamera (7) ni ‘astki qismidan oraliq rezervuarga tushadi, keyin absorberga berish uchun nasosga beriladi. Shu bilan xalqa birikadi. Glikol' ikki bosqichda regenirlanadi: birinchi bosqichda ‘arlatish kolonnasida, ikkinchi bosqichda ‘arlatgich kamerasida.
7a-rasm. Suv-gaz sistemasida suv bug’larining muvozanatli miqdori.
7b-rasm. Kontakt tem’eraturalar xar-xil bo’lganda DEG (a) va TEG (b) eritmalarini suv bo’yicha muvozanatli shudring nuqtasi.
7v-rasm. Konsentratsiyasi turli xil bo’lgan DEG (a) va TEG (b) larni suvli eritmalarini xar-xil tem’eraturadagi solishtirma issiqlik sig’imi.
A va V koeffitsientlarini gazni namlik saqlash tenglamasidagi qiymatlari
Xarorat, 0S
|
A
|
V
|
Xarorat, 0S
|
A
|
V
|
Xarorat, 0S
|
A
|
V
|
-40
|
0,145
|
0,00347
|
8
|
8,200
|
0,0630
|
56
|
126,0
|
0,487
|
-38
|
0,178
|
0,00402
|
10
|
9,390
|
0,0696
|
58
|
138,0
|
0,521
|
-36
|
0,219
|
0,00465
|
12
|
10,72
|
0,7670
|
60
|
152,0
|
0,562
|
-34
|
0,267
|
0,00538
|
14
|
12,39
|
0,0855
|
62
|
166,5
|
0,599
|
-32
|
0,323
|
0,00623
|
16
|
13,94
|
0,0930
|
64
|
183,3
|
0,645
|
-30
|
0,393
|
0,00710
|
18
|
15,75
|
0,1020
|
66
|
200,5
|
0,691
|
-28
|
0,471
|
0,00806
|
20
|
17,87
|
0,1120
|
68
|
219,0
|
0,741
|
-26
|
0,566
|
0,00921
|
22
|
20,15
|
0,1227
|
70
|
238,5
|
0,793
|
-24
|
0,677
|
0,01043
|
24
|
22,80
|
0,1343
|
72
|
260,0
|
0,841
|
-22
|
0,809
|
0,01168
|
26
|
25,50
|
0,1453
|
74
|
283,0
|
0,902
|
-20
|
0,960
|
0,01340
|
28
|
28,70
|
0,1595
|
76
|
306,0
|
0,965
|
-18
|
1,144
|
0,01510
|
30
|
32,30
|
0,1740
|
78
|
335,0
|
1,023
|
-16
|
1,350
|
0,01705
|
32
|
36,1
|
0,189
|
80
|
363,0
|
1,083
|
-14
|
1,590
|
0,01927
|
34
|
40,5
|
0,207
|
82
|
394,0
|
1,148
|
-12
|
1,868
|
0,02115
|
36
|
45,2
|
0,224
|
84
|
427,0
|
1,205
|
-10
|
2,188
|
0,02290
|
38
|
50,8
|
0,242
|
86
|
462,0
|
1,250
|
-8
|
2,550
|
0,02710
|
40
|
56,2
|
0,263
|
88
|
501,0
|
1,290
|
-6
|
2,990
|
0,30350
|
42
|
62,7
|
0,285
|
90
|
537,5
|
1,327
|
-4
|
3,480
|
0,03380
|
44
|
69,2
|
0,310
|
92
|
582,5
|
1,327
|
-2
|
4,030
|
0,03770
|
46
|
76,7
|
0,335
|
94
|
624,0
|
1,405
|
0
|
4,670
|
0,04180
|
48
|
85,3
|
0,363
|
96
|
672,0
|
1,445
|
2
|
5,400
|
0,04640
|
50
|
94,0
|
0,391
|
98
|
725,0
|
1,487
|
4
|
6,225
|
0,0515
|
52
|
103,0
|
0,422
|
100
|
776,0
|
1,530
|
6
|
7,150
|
0,0571
|
54
|
114,0
|
0,454
|
110
|
1093,0
|
2,620
|
7g-rasm. To’yingan glikol oqimi energiyasidan foydalanib vakuum regenerlash qurilmasi.
5-jadval
Ko’rsatgichlar
|
DEG ON(SN2)OX X(SN2)2ON
|
TEG ON(SN2)2OX X(SN2)2OX X(SN2)2ON
|
Nisbiy molekulyar massa
|
106,12
|
150,17
|
Zichlik, g/sm3 200S
150S
|
1,118
1,119
|
-
1,127
|
Qaynash xarorati, 0S bosimda, ‘a:
101325 6665 1333
|
245
164
128
|
285
198
162
|
Xarorat, 0S ‘archalanish qaynash havoda alangalanish
|
164,5
-8
350,5
|
206
-7,6
173,9
|
Bug’ hosil bo’lishning bekik issiqligi (DJ/kg) bosim 0,1 M’a bo’lganda
|
0,628
|
0,418
|
Sirt tarangligi, N/m, xarorat 0S:
25
20
Qaynash
|
0,0485
-
0,026
|
-
0452
0,224
|
Qovushqoqlik (Ns/m2) xarorat 200S
|
0,0357
|
0,0478
|
7d-rasm. Glikolni bug’latuvchi kolonna yordamida regenirlash qurilmasi:
1-issiqlik almashuv a’’arati; 2-rektifikatsiya kolonnasi; 3-ventil'; 4-isitgich; 5-’arlatgich; 6-bug’latuvchi kolonna; 7-regenirlangan glikol uchun rezervuar; 8-nasos.
7j-rasm. DEG va TEG ni xar-xil xaroratda quritilgan gaz bilan regenirlash:
1-DEG; 2-TEG.
7e-rasm. DEG va TEG ni regeneratsiya darajasini ‘arlatuvchi gazni solishtirma sarfiga xar-xil xaroratlarda bog’liqligi.
Azeotro’ regeneratsiyasi
Yuqori konsentratsiyali (99,5%) glikolni hosil qilish uchun azeotro’ xaydash ususli ishlatiladi. Bu usul suvning bir necha moddalar bilan azeotro’ aralashmalar hosil qilishidan iborat. To’yingan glikol' absorber tagidan regeneratsiya sistemasiga uzatiladi (7j-rasm). Bu ‘aytda u oldin issiqlik almashtirish (1) ga o’tadi va shamollatgich (2) ga tushadi. U yerda glikolda erigan gaz ajraladi. Keyin to’yingan qisman qizdirilgan eritma rektifikatsiya kolonnasi (3) ga tushadi. Glikoldan azeotro’ aralashma ajralib chiqadi, (masalan, suv va toluol) va kolonnaning yuqorisidan kondensator (4) ga o’tadi. Keyin nasos (5) bilan se’aratorga tushadi. Aralashmadan suv ajralib olingandan keyin sistemadan chiqariladi, toluol esa regenirlangan glikol' bilan aralashgan holda rektifikatsion kolonna (3) ga tushadi, regenirlangan glikol' undan, azeotro’li agent aralashmasi bilan oraliq sig’im (7) ga tushadi keyin nasos bilan absorberga uzatiladi.
II BOB ABSORBERNİ HİSOBLASH
Gaz yoki bug‘larning, gaz yoki bug‘li aralashmalardagi komponentlarning suyuqlikda yutilish jarayoni absorbsiya deb nomlanadi. Yutilayotgan gaz yoki bug‘ absorbtiv, yutuvchi suyuqlik esa absorbent deb ataladi. Ushbu jarayon selektiv va qaytar jarayon bo‘lib, gaz yoki bug‘ aralashmalarini ajratish uchun xizmat qiladi.
Absorbtiv va absorbentlarning o‘zaro ta’siriga qarab, absorbsiya jarayoni 2 ga bo‘linadi: fizik absorbsiya; kimyoviy absorbsiya (xemosorbsiya).
Fizik absorbsiya jarayonida gazning suyuqlik bilan yutilishi paytida kimyoviy reaksiya yuz bermaydi, ya’ni kimyoviy birikma yangi modda hosil bo‘lmaydi. Agar suyuqlik bilan yutilayotgan gaz kimyoviy reaksiyaga kirishsa, bunday jarayon xemosorbsiya deyiladi, ya’ni kimyoviy absorbsiya.
Ma’lumki, fizik absorbsiya ko‘рincha qaytar jarayon bo‘lgani sababli, suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish imkoni bo‘ladi. Bunday jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Absorbsiya va desorbsiya jarayonlarini uzluksiz ravishda tashkil etish yutilgan gazni sof holda ajratib olish va absorbentni ko‘p marta qayta ishlatish imkonini beradi. Absorbsiya jarayoni sanoat korxonalarida uglevodorodli gazlarni ajratish, sulfat, azot, xlorid kislotalar va ammiakli suvlarni olishda, gaz aralashmalaridan qimmatbaho komponentlarni ajratish va boshqa hollarda keng miqyosda ishlatiladi. Absorbsiya jarayoni ishtirok etadigan texnologiyalarni qurilmalar bilan jihozlash murakkab emas. Shuning uchun kimyo,neft va gazni qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda absorberlar ko‘p ishlatiladi.
Absorberning tsilindrsimon korpus devori qalinligini xisoblaymiz:
2 don Рр
sm
1
bu yerda: P p = 40 kgs/ 2 – xisoblangan bosim ;
sm
δ don=1260 kgs/ 2 – ruxsat etilgan kuchlanish (pо‘lat uchun Cт3 ); D=220 sm - apparat ichki diametri;
φ=1,0 - chokli payvand birikma koeffitsenti;
S=0,01 sm –zanglashlikka qо‘shimcha nisbiy koeffitsent; S 1=0,02 sm – qо‘shimcha hisobiy koeffitsent;
40 220
S= 2 11260 30
0.01 0.02 3.56 sm
Devor qalinligini 4 sm ga teng qilib olamiz.
Bosim ostida ishlaydigan apparatning teshiklarga, silindr qismlariga hisobiy diametrlari:
S C
D0=2 К1 S К2 DR S C C
DR = D
R
bu yerda: D=220 sm – qopqoq ichki diametri; DR=220 sm – ichki qopqoq hisobiy о‘lchami; S=4 sm – bajaruvchi qalinligi; SR=3.56 sm – hisobiy qalinligi; S=0,01 sm – qо‘shimcha zanglashlik koeffitsenti; K1=1,0 va K2=0,8 – koeffitsentlar.
4 0.01 0.8
9.49 sm
U holda, D0=2
1
3.56
0.01
Qopqoqlarni mustahkamlik hisoblari:
1 2 0,5 Р
дон р
1
bu yerda:
1260 1,0 1260
kgs/ 2
дон sm
sm
δ=1260 kgs/ 2 pо‘latni ruxsat etilgan kuchlanishi; η=1,0 - tо‘ldirish koeffitsenti;
sm
Pp=40 kgs/ 2 – hisobiy bosim;
R=180 sm – qopqoqning yuqori radiusi; D=220 sm – apparatning ichki diametri; N – qopqoqning ichki diametri;
φ=1,0 - chokli birikli koeffitsenti;
S=0,01 sm – qо‘shimcha zanglashlik koeffitsenti; S1=0,02sm –qо‘shimcha zanglashlik uchun qо‘shimcha.
U holda,
S 1 =
.
40 180
2 1.0 1260 0.5 40
0.01 002 2.91 sm
Qopqoq qalinligini 3 sm ga teng deb qabul qilamiz.
Buning uchun quyidagi berilganlarni qabul qilamiz: qurilma ichki diametri D = 2200 mm, obechayka devori qalinligi s = 40 mm, qobiq va qopqoq materiali – Cт3 pо‘latdan, qurilma ichki bosimi Pp = 40 kgs/sm2. Muhit temperaturasi t = 400S, devorning hisoblangan qalinligiga qо‘shimcha s=1 mm. Tashqi о‘q kuchi va eguvchi moment ishtirok etmagan (F=0, M=0). Payvand choklari mustahkamlik koeffitsiyenti 0,9.
Flanetsning konstruktiv о‘lchamlarini aniqlaymiz. Flanets vtulkasining
qalinligini s0=10 mm deb qabul qilamiz, bu esa berilgan shartni qanoatlantiradi, s0 s (10mm9mm).
Flanets vtulkasi balandligini quyidagi ifoda orqali topamiz:
hв 0.5
0,5
70мм
bu yerda: hv=70 mm deb qabul qilamiz.
Bolt aylanasi diametri quyidagi formulaga kо‘ra:
Db=D+2(2s0+ db+u) =2200+2(210+20+4)=2288mm=2.288 m
bu yerda: db =20 mm, D=2200 mm va Pp=40 kgs/sm 2 bо‘lganda, bolt tashqi diametri (1-40 jadval). u – normativ tirqish (u=4 mm)
Flanets tashqi diametrini topamiz:
Dn= Db+a = 2288 + 40 = 2328 mm
bu yerda: a=40mm, db =20mm bо‘lganda olti qirrali gaykalar uchun.
Qistirma tashqi diametri:
Dn.p= Db - e = 2328 - 30 = 2298 mm
bu yerda: e=30mm – yassi qistirmalar uchun.
Qistirma о‘rtacha diametri:
Ds.p= Dn.p - b= 2298 - 18=2280mm=2,28 m
bu yerda: b =18 mm – qistirma eni.
Birikmalar germetikligini ta’minlovchi boltlar soni:
nbDb/tsh=3,142288/90 = 79dona
bu yerda: tsh = 4,5, db = 4,520 = 90 mm - Рр = 30 kgs/sm2 bо‘lganda, bolt aylanasidagi M20 boltlar joylashish qadami. nb=52 deb yaxlitlab olamiz.
Flanets balandligi (qalinligi)
hf f
0,436
220010 64.66 mm
bu yerda: f = 0,436 -Р р = 30 kgs/sm 2 bо‘lganda, yassi flanetslar uchun. s ekv = s 0 = 10 mm, chunki yassi flanetslar uchun 1 =s 1/s 0=1. h f = 60 mm deb qabul qilamiz.
Boltlarning hisoblangan uzunligi:
l b = l b.o + 0,28 d b = 124 + 0,28 20 = 129,6 mm 0,13 m,
bu yerda: l b.o 2(h f + h p) = 2(60 + 2) = 124 mm – bolt va gayka kallagining tayanch yuzalari orasidagi masofa (qistirma qalinligi hp=2 mm bо‘lganda ).
Flanetsga ta’sir etuvchi yuklamani hisoblaymiz. Ichki bosim teng ta’sir etuvchisi: F D = r r D 2s.p / 4 = 43,142,276 2 / 4 = 16 MN
Qistirma reaksiyasi:
Р p = D c/p b 0 k pr Р p=3,142.2760,01514 = 0.42 MN bu yerda: k pr = 1 – 1,2 MPa dan ortiq qattiqlikka ega bо‘lgan rezina uchun, b 0 = b = 15 mm = 0,015 m, chunki b 15mm.
Apparat tayanchida bitta lapaga tushayotgan yuklama G=0,1 MN;
Qurilma qobig‘i va tayanchlar materiali – pо‘lat ([i]=[s]=120MN/m2); Tayanchdagi qovurg‘alar soni z=2 va tayanch eni l=0,25 m;
Lapalar yog‘och qistirmalarga tayanadi ([q]= 2 MN/m2);
Qurilma qobig‘i silindrik devorining qalinligi s=40 mm (sk=2 mm); Qobiq diametri Dv=2.2 m.
Tayanch qovurg‘asi balandligini eniga nisbatini l/h=0,5 deb qabul qilamiz.
U holda:
h l
0,5
0,25 0,5 m
0,5
k=0,5 bо‘lganda, tayanch qovurg‘asining qalinligi quyidagi formuladan aniqlanadi:
s'
2,24 G
k z и l
2,24 0,1
0,6 2 120 0,25
6,2 103 м 6,2 mm
l 0,25 0,0192 s ' 0,0062
13 13
bо‘lgani uchun, k ning qiymatini 0,275 gacha kamaytiramiz va l/s=22 tanlab, s’ ni qaytadan hisoblaymiz:
s' 0,0062
0,6
0,275
0,0135м 0,25 0,0114 m
22
Korroziyaga qо‘shimchani inobatga olib, qovurg‘a qalinligini s=16 mm deb qabul qilamiz. Lapa tayanch plitasining uzunligini l1=0,23 m, qalinligini esa – s = 16 mm tanlaymiz.
Lapa tayanch plitasining hisoblangan uzunligi:
b'
b=0,22 m qabul qilamiz.
G
l1
0,1
0,23 2
0,218 m
Qovurg‘alar qurilma qobig‘iga kateti hsh=8 mm li uzluksiz chok bilan payvandlanadi. Payvand chokning umumiy uzunligi:
G 0,1 МН
0,7 Lш hш с 0,7 2,06 0,00880 0,925 MN
ya’ni, mustahkamlik ta’minlangan.
Absorber tubini hisoblash uchun kichik bosimli sig‘imli idishlarda tekis tubni hisoblash ishlarini amalga oshiramiz: D=4 m. Tub materiali Ст3 markali po'latdan tayyorlangan qurilmaning ishchi temperaturasi +1000S. Payvandlash chokining mustaxkamligi φ=0,85, devor qalinligi yemirilishini hisobga olgan qo'shimcha qalinligi S=0,003 m.
Ст3 markali pо'lat cho'zilishi uchun ruxsat etilgan kuchlanish 1000S temperaturada: [σ]=1080 kgs/sm2 yoki 1080·9,81·104=105,9·106 Pa.
Tubning devor qalinligini quyidagi formula orqali aniqlanadi:
P D 7 105 4
S 4 P C 4 105,9 106 0,85 7 105
0,003 0,01 m.
Tub chidashi mumkin bo'lgan ruxsat etilgan bosim quyidagi formula orqali aniqlanadi:
PP.Э.
4 (S C)
D (S C)
4 105,4 106 0,85 (0,01 0,003) 4 (0,01 0,003)
2,5 106
Pa.
Ishchi bosim Рr ruxsat etilgan bosimdan Рr.e. kichik bo'lganligi sababli ya’ni Рr<Рr.e. tub qalinligi tо‘g‘ri topilgan.
Agar tarqalgan bosim butun yuzasi bo'ylab tekis qurilmaning tekis aylana yaxlit tubiga tarqalgan bо‘lsa unda quyidagi sharoitlar uchun hisoblash ishlariini olib boramiz. Р = 0,3 ·105 Pa tubning diametri D=1m. Tub markasi Cт3 bo'lgan listli po'latning tayyorlangan.
Qurilmaning ishchi temperaturasi +2000S dan oshmaydi. Tubning qotirilishi qattiq. Cт 3 markali po'lat uchun ruxsat etilgan kuchlanish [σ] = 105·106 Pa Puasson koeffitsenti 0,3 ga teng. Tubning qalinligi:
S D
C 1
0,002 0,00916 m;
S = 0,01 m deb qabul qilamiz.
Plastinaning xavfli qismi uning markazi va qotirishi (zadelka) xisoblanadi.
Shu joylardagi kuchlanish va egilish qiymatlarini aniqlaymiz.
Cт3 markali po'lat uchun elastiklik moduli E=1,96 · 1011 Pa ga teng. Plastina tubning qattiqligini aniqlaymiz:
E S 3
B
12 (1 2)
1,96 1011 0,013
12 (1 0,32 )
1,8 104
N·m
Plastina markazida radial va aylanma momentlardan qiymati bir xil, ya’ni:
P 2
2
3 10 4 0,5 2
Mr Mt
R (1
16
) r (1 3 )
(1 0,3)
16
610
N·m/m
bu yerda: r = 0
Tub markazidagi kuchlanishni aniqlaymiz:
|