Скачать:  3_tehnologcheskaya-chast.zip [59,56 Kb] (cкачиваний: 32)

3 Технологическая часть

3.1 Описание технологической схемы

Технологическая схема переработки сернисто-щелочных стоков (СЩС) представлена в графической части (ОПНН-240801.65-01.00.000 Т3).

Процесс обезвреживания сернисто-щелочных стоков основывается на реакции карбонизации, в результате которой водные растворы едкой щёлочи, сульфиды натрия, гидросульфиды натрия превращаются в растворы бикарбонатов и карбонатов натрия, сера удаляется из стоков в виде сероводорода, а феноляты натрия превращаются в фенолы.

Процесс карбонизации стоков проходит в колоннах К-1,6,5, в смесителях С-2,4 и в смесителях I-й, II-й ступеней посредством обработки стоков углекислым газом.

Стоки из колонны К-6 насосом Н-8 (Н-8а) откачиваются в колонну К-5.

В колонне К-5 на насадке при противоточном движении стекающего по колонне жидкого потока (СЩС) и поднимающейся газовой фазы (углекислый газ) протекает процесс карбонизации.

Колонна К-5 снабжена тарелками с двумя слоями насадки (кольца «Палля»). В куб колонны К-5 подается свежий углекислый газ из ресивера Е-28.

Для поддержания температурного режима карбонизации в К-5, имеется возможность подачи в кубовую часть колонны водяного пара 0,45 МПа.

Стоки из колонны К-5 насосом Н-8а откачиваются для подземного захоронения на объект «Кама-1».

Отработанный углекислый газ, выделившийся в результате реакции карбонизации сероводород, пары воды c верха колонн К-5, поступают в каплеотбойник Е-30. С верха Е-30 отработанный газ выводится на сероводородный факел установки КиФГ.

Конденсат с низа Е-30, влага из факельного коллектора на выходе с установки, конденсат из факельного коллектора сбросов с ППК дренируются в заглубленную емкость Е-15, откуда насосом Н-4 (Н-4а) откачиваются в резервуар усреднитель РУ-2.

Углекислый газ с нагнетания компрессора К-24а подается в ресивер углекислого газа Е-28. Из Е-28 углекислый газ нагнетается в куб колонны карбонизации К-5.

В качестве хладагента в холодильниках компрессоров К-24а, для охлаждения подшипников насосов используется речная вода. Использованная речная вода самотеком выводится в промканализацию в ПрК-23 [18].

3.2 Материальный баланс аппарата

Исходные данные приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 – Исходные данные

Определим состав газовой фазы в мольных долях, и молярную массу. Полученные значения приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Состав газовой фазы в мольных долях

Молекулярную массу смеси определим по формуле

                                           (3.1)

Подставив числовые значения, получим

.

Определим плотность газа по формуле

                                                                        ,                                                    (3.2)

где р – давление в аппарате, ;

R – универсальная газовая постоянная;

.

Мольный расход газа определим по формуле

                                                   (3.3)

Подставив числовые значения, получим

Расход инертного газа определим по формуле

                                     (3.4)

Подставив числовые значения, получим

Определим относительные концентрации Н₂S в газовой фазе на входе и выходе из аппарата по формулам

                                            (3.5)

                                                            (3.6)

Подставив числовые значения, получим

;

.

Количество абсорбированного сероводорода определим по формуле

                            (3.7)

Подставив значения, получим

Парциальное давление Н₂S в поступающем газе определим по формуле

                                              (3.8)

Подставив значения, получим

Определим константу фазового равновесия по формуле

                                         (3.9)

где а, b – константы, зависящие от температуры, а = 0,557; b = 0,00263.

Подставив числовые значения, получим

Равновесную концентрацию Н₂S в жидкости определим по формуле

                                                 (3.10)

Подставив значения, получим

.

Минимальный расход СЩС при противотоке находим, предполагая, что концентрация СЩС на выходе достигает равновесного значения, по формуле

                                             (3.11)

Подставив значения, получим

Увеличивая это значение на 30 %, принимаем расход СЩС на выходе

                                         (3.12)

.

Тогда расход СЩС на входе будет равен

                                           (3.13)

.

Содержание Н₂S в уходящем СЩС определим по формуле

                                             (3.14)

Подставив числовые значения, получим

3.3 Гидравлическое сопротивление колонны

Определим гидравлическое сопротивление насадки

,                                  (3.15)

где  – коэффициент сопротивления беспорядочных насадок, при турбулентном движении жидкости;

Н – высота насадки, м;

– эквивалентный диаметр насадки, м;

– плотность газа, кг/м³;

– фиктивная скорость газа.

Определим эквивалентный диаметр насадки

,                                                          (3.16)

где  – свободный объем насадки, м³/м³;

а – удельная поверхность насадки, м³/м³;

;                                                 (3.17)

Определим плотность орошения

;                                       (3.18)

Определим минимальную эффективную плотность орошения

,                                           (3.19)

где  – эффективная линейная плотность орошения.

Принимаем

Для равномерного смачивания насадки необходимо обеспечить следующее соотношение диаметра колонны и диаметра насадки

;

,

условие выполняется.

Вычислим гидравлическое сопротивление орошаемой насадки

,                                              (3.20)

где b – коэффициент зависящий от вида насадки.

Принимаем для колец Рашига b = 120, Палля b = 126.

Результаты расчета гидравлического сопротивления насадки сведем в     таблицу 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета гидравлического сопротивления насадки

На основание результатов расчета выбираем насадки кольца Палля, т.к. обладают низким гидравлическим сопротивлением в сравнении с кольцами Рашига.