Определение высоты адсорбера

Обычно соотношение H/D принимают в интервале от 2 до 5

Расчет динамической влагоемкости слоя

Из приложения 1 находят динамическую равновесную влагоемкость слоя (%) и рассчитывают динамическую влагоемкость слоя при работе слоя до проскока:

Определение высоты слоя адсорбента

Расчет минимально необходимой высоты слоя адсорбента:

Расчет времени работы до проскока

Расчет продолжительности работы слоя до проскока влаги , час

Расчет стадии охлаждения

Цикл регенерации адсорбента можно разделить на четыре периода: А, В, С и D (рис.1). Продолжительность каждого периода зависит от температуры регенерационного газа после печи Т и расхода газа G_г. Общая продолжительность цикла регенерации и охлаждения должна быть меньше или равна продолжительности цикла адсорбции. Рассмотрим особенности каждого периода регенерации.

Температура T4 является максимальной температурой регенерации и находится в пределах 450-550 К. Температура газа на выходе из печи Т желательно иметь выше T4 примерно на 35 К.

За период А из адсорбента извлекаются почти все адсорбированные углеводороды. Влага практически полностью извлекается за период В. Опыт работы промышленных установок показывает, что Т₂, Т₃, Т_вравны приблизительно 383,400 и 389 К не зависимо от других условий регенерации. Температура Т₁ – это температура сырьевого газа на входе в адсорбер. В период С происходит окончательная очистка поверхности адсорбента от тяжелых компонентов, а период D соответствует охлаждению адсорбента.

Рис. 1

Температурный режим адсорбера при регенерации и охлаждении адсорбента:

1 - температура газа регенерации на входе в адсорбер;

2 - изменение температуры на выходе из адсорбера при регенерации и охлаждении адсорбента;

3 - температура газа регенерации на входе в подогреватель, равная температуре осушаемого газа;

А-D - периоды цикла регенерации и охлаждения.

Определение массы адсорбера и адсорбента

Массу адсорбера рассчитываем по формуле

где , - массы корпуса и днища адсорбера, кг.

Вычисляем массу адсорбента:

Тепловой баланс

Определяем расход тепла за период адсорбции

– массы адсорбента, углеводородов, металла аппарата и воды соответственно, кг;

– удельные теплоемкости адсорбента, углеводородов, металла и воды соответственно, кДж/кг/К.

Удельная теплоемкость цеолита типа 4А = 0,837 кДж/кг/К.

– удельная теплота десорбции углеводородов

Из этих уравнений сразу можно приравнять к нулю 3 и 4 уравнения, так как масса извлекаемых углеводородов = 0.

С учетом потерь тепла

Рассчитываем расход тепла за процесс В

С учетом потерь тепла

Рассчитываем расход тепла за период С

С учетом потерь тепла

Рассчитываем количество тепла, выводимого за период D

С учетом потерь тепла

Для дальнейшего решения необходимо найти теплоемкость газа регенерации при соответствующих температурах стадий. Теплоемкость газовой смеси определяется с учетом теплоемкости каждого компонента и концентрации компонента в смеси:

Величину удельной теплоемкости каждого компонента рассчитываем по формулам:

- для органических веществ или

- для неорганических

где a,b,c,d,c' – коэффициенты, которые узнаем по справочным данным.

В таблице 3 представлены результаты расчетов для нахождения теплоемкости при T_A=303 К

Таблица 4

Эмпирические коэффиценты, и расчет удельной теплоемкости при T = 303 К

	A	B*10^3	C10^6 или C'10^-5	D*10^9	Cp, Дж/Моль/К	y', %мол	Сp*y/100
N₂					29,57	0,47	0,14
CO₂	44,17	9,04	-8,54	-	46,75	0,00	0,00
C₁	17,46	60,5	1,118	-7,21	52,14	92,13	48,03
C₂	4,48	182,38	-74,9	10,8	108,97	4,61	5,03
C₃	-4,81	307,52	-160,27	32,78	171,35	1,77	3,03
изо-C₄	-6,87	409,93	-220,69	45,76	227,95	0,35	0,80
н-C₄	0,469	385,65	-199	39,98	221,39	0,40	0,89
изо-C₅	-9,29	518,07	-293,08	64,81	287,47	0,12	0,35
н-C₅	1,42	476,79	-250,58	51,29	274,55	0,07	0,19
н-C₆	3,086	566,18	-300,57	58,74	327,42	0,08	0,26
Итого							58,71