Разработка лабораторного стенда и исследование процесса абсорбции в насадочной колонне

Винокурова Мария

Разработка лабораторного стенда и исследование процесса абсорбции в насадочной колонне

Исследование гидродинамических и массообменных характеристик колонны абсорбции. Сравнение экспериментальных данных с теоретическими.

Химическая технология. Химическая промышленность

Дипломы

Вуз: Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ им. Р.Е. Алексеева)

ID: 60da0e6fe4dde5000191e0de

UUID: c3f9ec40-ba68-0139-3684-0242ac180005

Язык: Русский

Опубликовано: почти 3 года назад

Просмотры: 171

13.52

Винокурова Мария

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 3,0 МБ

Поделиться работой

СОДЕРЖАНИЕ Стр. Введение 2 1 Характеристика вопроса по литературным и производственным данным. Обоснование актуальности исследования. Описание объекта исследования 3 1.1 Описание абсорбционного оборудования и области его применения 3 1.2 Описание разрабатываемой технологии и ее развитие. Методы модернизации 8 1.3 Литературный обзор конструктивных исполнений насадочных тех и обоснование актуальности исследования 16 1.4 Технико – экономическое обоснование 18 2 Исследовательская часть. Общие требования к безопасности проведения исследований 19 2.1 Описание технологической схемы МЭА – очистки отходящих газов от СО2 19 2.2 Принципиальная схема лабораторной установки для исследования процесса абсорбции 22 2.3 Оборудование и приборы лабораторного стенда 25 2.4 Конструкционные материалы 27 2.5 Методика проведения исследований 27 2.6 Методика обработки опытных данных 28 2.7 Выводы по разделу 39 2.8 Безопасность и экологичность проектных решений в научноисследовательской работе 39 3 Проектно – конструкторская часть. Рекомендации к практическому использованию результатов исследования 48 3.1 Расчеты аппарата 48 3.2 Прочностной анализ царги колонны абсорбции 66 4 Организационно – экономическая часть исследовательской работы 69 Заключение 83 Список литературных источников 84 Приложение А «Опись чертежей» 87 Приложение Б «Спецификации» 89 Изм. Разраб Лист . № докум. Пров. Винокурова М.С. Степыкин А.В. Н. Контр. Утв. Балахнин И. А. Диков В. А. Подпись Дата ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Лит. Разработка лабораторного стенда и исследование процесса абсорбции в насадочной колонне Лист 1 ДПИ НГТУ М19-ТМО Листов 93

ВВЕДЕНИЕ Во многих сферах химической и нефтехимечской промышленности существует потребность в массообменном оборудовании, в частности, абсорбционном. Абсорбцией называется процесс поглощения газа жидкостью, в котором газ растворим. Области применения абсорбционного оборудования весьма широки, приведем некоторые из них: - получение готового продукта путем поглощения газа жидкостью. К данному примеру можно отнести абсорбцию SO3 в производстве серной кислоты, абсорбцию окислов газа водой и т.д.; - разделение готовых смесей для выделения одного иди нескольких компонентов смеси; - очистка газа от вредных компонентов; - улавливание ценных компонентов из газовой смеси. Из большого многообразия конструктивных исполнений абсорбционного оборудования большое распространение получили насадочные абсорберы, относящиеся к группе поверхностных абсорберов. В качестве контактного устройства для данного типа аппаратов выступают насадочные тела различной формы, существенно влияющие на производительность аппарата. На данный момент существует большое количество исследований и научных работ по определению оптимальной конструкции насадочных тел, обеспечивающих высокую эффективность процесса разделения и при этом имеющих конечную невысокую стоимость насадки. И, хотя, предложены конструктивные исполнения насадочных тел, многие из них показали низкую эффективность, либо высокую эффективность вкупе с их высокой отпускной стоимостью. Также постоянный рост объемов производства являются причинами для дальнейших исследований абсорбционного оборудования с целью повышения их производительности. В связи с вышеописанным, в данной выпускной квалификационной работе стоит задача разработки лабораторного стенда для исследования процесса абсорбции в насадочной колонне и выполнение первичных испытаний для выявления общих закономерностей в различных режимах работы установки. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3

1 ХАРАКТЕРИСТИКА ВОПРОСА ПО ЛИТЕРАТУРНЫМ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ДАННЫМ. ОБОСНОВАНИЕ АКТУАЛЬНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 1.1 Описание абсорбционного применения оборудования и области его Как уже было отражено во введении, абсорбцией называется процесс поглощения газа жидкостью, соответственно, участвуют две фазы – жидкая и газовая. Таким образом, абсорбция является одним из видов процессов массопередачи. Абсорбция протекает на поверхности раздела фаз, поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. Способов создания поверхности контакта фаз существует большое множество. По данному признаку большинство из них можно разделить на три основные группы [1]: - поверхностные абсорберы, в которых поверхностью контакта между фазами является зеркало жидкости (собственно поверхностные абсорберы) или поверхность текущей пленки жидкости (пленочные абсорберы). К этой же группе относятся насадочные абсорберы, в которых жидкость стекает по поверхности загруженной в абсорбер насадки из тел различной формы (кольца, кусковой материал и т.д.), и механические пленочные абсорберы (с. 321). Для поверхностных абсорберов поверхность контакта определяется геометрической поверхностью элементов абсорбера (например, насадки), хотя во многих случаях и не равна ей; - барботажные абсорберы, в которых поверхность контакта развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение газа (барботаж) осуществляется путем пропускания его через заполненный жидкостью аппарат (сплошной барботаж) либо в аппаратах колонного типа с различного типа тарелками. Подобный характер взаимодействия газа и жидкости наблюдается также в насадочных абсорберах с затопленной насадкой. В эту же группу входят барботажные абсорберы с перемешиванием жидкости механическими мешалками. В барботажных абсорберах поверхность контакта определяется гидродинамическим режимом (расходами газа и жидкости). - распыливающие абсорберы, в которых поверхность контакта образуется путем распыления жидкости в массе газа на мелкие капли. Поверхность контакта определяется гидродинамическим режимом (расходом жидкости). К этой группе относятся абсорберы, в которых распыление жидкости производится форсунками (форсуночные, или полые, абсорберы), в токе движущегося с большой скоростью газа (скоростные прямоточные распыливающие абсорберы) или вращающимися механическими устройствами (механические распыливающие абсорберы). ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4

В настоящее время самыми распространенными типами абсорберов являются тарельчатые и насадочные. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Насадочные контактные устройства обладают более низким гидравлическим сопротивлением и большей пропускной способностью. В тарельчатых аппаратах движение потоков более организовано и путем совершенствования конструкции тарелок можно достигнуть их достаточно высокой эффективности. Высокая эффективность может быть достигнута и в насадочных аппаратах путем уменьшения размера насадки. Однако при этом в равной степени снижается пропускная способность, и увеличивается гидравлическое сопротивление [1]. Стремление к созданию аппаратов большой единичной мощности с повышенными нагрузками по газу и жидкости, обусловило в последние годы тенденцию к возрастанию использования насадочных контактных устройств. Насадочные колонны с высокоэффективной и сравнительно недорогой насыпной насадкой при правильной организации в них гидродинамического режима во многих случаях могут оказаться значительно более экономичными, чем тарельчатые колонны [1, 4]. Одной из основных причин роста актуальности разработок в области насадочного абсорбционного оборудования является постоянное увеличение парниковых газов, особенно СО2. Диоксид углерода, сероводород создают условия для коррозии металлов, отравляют катализаторы, снижая эффективность процессов. В настоящее время в промышленной практике применяются в основном три метода очистки газа от СО 2: водная, щелочная (NаОН или Nа2СО3) и моноэтаноламиновая. [2] Самым перспективным методом очистки от CO2 является процесс моноэтаноламиновой очистки. 1.2 Описание разрабатываемой технологии и ее развитие. Методы модернизации Разрабатываемая технология данного стенда будет основана на процессе моноэтаноламиновой очистки. Процесс аминовой очистки широко применяют в нефтегазовой промышленности. Водные растворы этаноламинов позволяют очистить газ от сероводорода, углекислого газа и частично от меркаптанов и других соединений серы. В зависимости от технологической необходимости возможно использование этаноламинов с различными свойствами [3]. Для достижения высокой степени очистки применяют раствор МЭА, так как он обладает значительной поглотительной способностью (даже при низком давлении), и в этом основные преимущества данного процесса. Предпочтительность МЭА вызвана также его низкой стоимостью, высокой реакционной способностью, стабильностью, легкостью регенерации. Очистка водным раствором МЭА имеет и существенные недостатки, одним из которых является большой расход тепла и охлаждающей воды на регенерацию раствора, что обусловлено значительной теплотой реакции взаимодействия ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5

CO2 и H2S с раствором и существенным температурным перепадом между процессом абсорбции и регенерации [2]. Использование МЭА очистки позволяет одновременно освобождать синтез – газ от сероводорода и углекислоты. Сероводород, выделяемый при десорбции насыщенного раствора моноэтаноламина, может служить сырьем для производства серной кислоты [5]. На рисунке 1.1 [6, рис.2.44] показана основная однопоточная схема абсорбционной очистки СО2 растворами этаноламинов. Рисунок 1.1 – Схема абсорбционной однопоточной очистки газа растворами этаноламинов I – газ на очистку; II – очищенный газ; III – экспанзерный газ; IV – кислый газ; V – водяной пар; 1 – абсорбер; 2,9 – насосы; 3, 7 – холодильники; 4 – экспанзер; 5 – теплообменник; 6 – десорбер; 8 – сепаратор; 10 – кипятильник; 11 – емкость регенерированного амина Одно из основных ограничений технологии поглощения CO2 аминами – это высокие затраты проведения процесса. Минимизация затрат может быть достигнута путем использования новых растворителей и/или оптимизации технологической схемы процесса и/или его интеграции с силовой установкой. Одним из таких вариантов оптимизации является тепловая рекуперация. Рекуперация тепла – это процесс отбора и нагрева вещества с помощью теплопередачи (рисунок 1.4). Основная идея тепловой рекуперации состоит в том, чтобы выполнить интеграцию тепла между различными технологическими потоками, уменьшить потери тепла. Основной идеей является отвод части поглотителя после насадочных секций, охлаждение и подача на орошение. На данный момент было выделено 6 основных способов интенсификации процесса абсорбции, которые опишем ниже [7]. 1. Абсорбер с промежуточным охлаждением. Общий принцип данного способа заключается в отводе части растворителя из абсорбера, охлаждении растворителя и его дальнейшей отправке обратно в аппарат (рисунок 1.2). Это хорошо известный метод, широко применяемый в промышленности и различными исследователями. Эта система позволяет сместить термодинамическое равновесие газ – жидкость и, следовательно, увеличить ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6

нагрузку на нижнюю часть абсорбера. Это снижает расход растворителя, необходимый для поглощения заданного количества CO 2, и тем самым приводит к снижению потребности ребойлера в паре. Однако более низкие температуры приводят к незначительному снижению химической кинетики и диффузии; это в основном компенсируется дополнительной растворимостью CO2 в пленке, приводящей к очень небольшому изменению общего коэффициента массопереноса. Как правило, термодинамическая движущая сила увеличивается с понижением температуры, что позволяет уменьшить общую высоту насадки. Следовательно, низкая загрузка, положения охлаждения, фракции разделения и уровни температуры таких систем должны быть оптимизированы по отношению к выбранному растворителю, и кажется, что эти модификации будут особенно эффективны для низкокинетических растворителей, таких как третичные амины и/или амины. Рисунок 1.2 2. Рециркуляция обогащенного растворителя. Данный способ заключается в отборе части растворителя с уровня абсорбера (включая нижнюю часть абсорбера) и его рециркуляции обратно на верхнем уровне (включая верхнюю часть абсорбера) (рисунок 1.3). Эта модификация обеспечивает увеличенное время контакта между CO2 и растворителем, увеличивая коэффициент загрузки CO2 и уменьшая количество растворителя. Чтобы увеличить абсорбционную способность растворителя, насыщенный раствор в нижней части абсорбера можно повторно использовать на различных уровнях абсорбера, увеличивая габаритные размеры абсорбера (диаметр и высоту). Раствор также можно охладить и повторно направить непосредственно в верхнюю часть абсорбера, чтобы выполнить более глубокое удаление кислых газов и снизить выбросы растворителей из-за более низкой температуры растворителя. Эта модификация часто сочетается с промежуточным охлаждением абсорбера для дальнейшей оптимизации загрузки с высоким содержанием растворителя. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7

Рисунок 1.3 3. Абсорбер с распределением тепловой нагрузки. В абсорберах с промежуточным подогревом используется та же идея, что и в абсорберах с промежуточным охлаждением. Вместо того, чтобы отдавать предпочтение термодинамике за счет охлаждения растворителя, кинетика увеличивается за счет его нагревания. Кроме того, обедненный растворитель, выходящий из экономайзера, используется для нагрева растворителя вблизи верхней части абсорбера (рисунок 1.4). Идея этого изобретения состоит в том, чтобы улучшить термодинамически управляемый массоперенос в нижней части абсорбера и кинетический массообмен в верхней части абсорбера. Таким образом, эта модификация будет эффективной для такого разделения между секциями абсорбера, управляемыми кинетикой и термодинамикой, такими как первичные амины или активированные растворители. Очень высокая насыщенная нагрузка не кажется реалистичной и, скорее всего, является результатом расчета поглотителя на основе равновесия. Рисунок 1.4 4. Устройство с разделенным потоком. Изначально было разработано для удаления H2S, но этот способ применим для улавливания CO2. Общий принцип состоит в том, чтобы регенерировать растворитель при двух или более коэффициентах загрузки: один поток обедненного растворителя, который подается в верхнюю часть абсорбера, и один или несколько потоков полубедного растворителя, которые подают в среднюю часть абсорбера. (рисунок 1.5). Этот способ был разработан для глубокого удаления кислого газа с целью увеличения движущей силы абсорбции в верхней части ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8

абсорбера. Только часть растворителя полностью регенерируется и обеспечивает необходимую движущую силу для достижения требуемой чистоты. Что касается объемного удаления, эта модификация более полезна для «термодинамически неблагоприятного» растворителя, такого как третичный амин, чем для моноэтаноламина. Также обычно комбинируют устройство с разделенным потоком с разделением насыщенного растворителя. Эту комбинацию модификаций обычно называют расширенным разделенным потоком (на рисунке 1.5 красная пунктирная линия). В этой конфигурации богатый амин, покидающий абсорбер, разделяется на два потока, что позволяет снизить общее потребление технологического пара при сохранении требований к удалению CO2. Таким образом, у съемника есть две точки подачи. Один поток входит в верхнюю часть отпарной колонны, выходит из средней точки и возвращается в середину абсорбера. Другой разделитель входит в среднюю точку аппарата и выходит из него по направлению к нижней части. Рисунок 1.5 5. Двойной поглотитель / стриппер. Опять же, эта концепция изначально была разработана для удаления H2S, но ее можно адаптировать для применения в улавливании CO2. На рисунке 1.6 показан процесс, основанный на двухконтурном процессе абсорбер-десорбер. Он состоит из абсорбционной колонны, разделенной на 2 секции, как и в процессе с разделенным потоком. Основная часть абсорбции происходит в нижней части, в которую подается частично удаленный растворитель. Растворитель, покидающий абсорбер, затем через теплообменник направляется в первичный отпарной аппарат. Верхняя часть абсорбера используется для доочистки очищенного газа. Растворитель, покидающий эту секцию, регенерируется во вторичной отпарной колонне. Эта модификация процесса аналогична некоторым конфигурациям ОТВС, но ее основная цель - использовать два разных растворителя в двух разных контурах поглотителя. В качестве альтернативы в этом процессе можно использовать только один растворитель и можно обеспечить фракционную регенерацию с помощью двух отпарных колонн. Первичная отпарная корлонна частично регенерирует растворитель, получая обедненный растворитель, типичный для обычных одноконтурных процессов. Основная часть растворителя, выходящего из отпарной колонны, ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9

возвращается в нижнюю часть абсорбера. Лишь небольшая часть растворителя из основной отпарной колонны направляется во вторичную отпарную колонну для дальнейшей отпарки при более высокой температуре, в результате чего получается ультра-обедненный растворитель, который направляется наверх абсорбера. Рисунок 1.6 6. Сжатие и расширение дымовых газов. Цель этой модификации увеличить движущую силу поглощения и использовать теплоту поглощения для производства энергии (рисунок 1.7). Дымовые газы сжимаются, как правило, до среднего давления (до 3 бар). Это повышает парциальное давление CO2 и способствует его абсорбции в растворителе. Благодаря этой дополнительной движущей силе можно ожидать более высокой нагрузки или можно использовать менее активный растворитель, оба эти эффекта приводят к уменьшению режима регенерации. Чтобы снизить стоимость сжатия дымовых газов, декарбонизированные дымовые газы расширяются в турбине перед секцией промывки водой. Эти дымовые газы нагреваются в абсорбере за счет экзотермической абсорбции CO2. Можно использовать дополнительный источник тепла (например, питательную воду для котла) для повышения температуры дымовых газов перед расширением. Рисунок 1.7 Массообменные процессы сопровождаются тепловыми эффектами, при этом теплообмен может существенно влиять на ход основного процесса или являться лимитирующей стадией. Наиболее эффективными методом влияния ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10

на температурные условия в оборудовании является использование специальных контактных устройств с внедрением теплообменных элементов. Устройство с теплообменными модулями позволяет поддерживать требуемую температуру в аппарате [8]. Разрабатываемая установка в перспективе будет иметь встроенные теплообменные элементы, такая колонна представлена на рисунке 1.8. Рисунок 1.8 – Колонна абсорбции со встроенными теплообменными элементами 1.3 Литературный обзор конструктивных исполнений насадочных тел и обоснование актуальности исследования Все насадочные контактные устройства для осуществления тепломассообменных процессов в колонных аппаратах могут быть, согласно [1], разделены на две большие группы. К первой группе относятся нерегулярные насадки, т. е. контактные устройства, в которых элементы насадки, имеют относительно небольшой размер, загружаются в аппарат внавал, неорганизованно, образуя хаотическую структуру. В результате межнасадочное пространство представляет собой систему каналов (в поперечном сечении аппарата) различной формы и размера. При этом и форма, и размер каждого канала изменяется и по высоте слоя. Одной из самых первых удачных разработок в данной области стали кольца Рашига – кольца, имеющие высоту, равную их диметру. [1] Кольца изготавливались из керамики, металла, позднее из пластмассы (рисунок 1.9). Наличие внутренней полости существенно увеличило, по сравнению с шарами, геометрическую поверхность и пропускную способность насадки, снизило ее гидравлическое сопротивление и увеличило эффективность. Однако с позиций сегодняшнего дня кольца Рашига обладают существенными недостатками: их внутренняя поверхность недостаточно хорошо омывается жидкостью. Особенно это касается той части колец, которые в насадочном ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11

слое занимают горизонтальное или близкое к нему положение, а доля таких значительна. Эти обстоятельства приводят к потере эффективности. Несмотря на это кольца Рашига продолжают использоваться в промышленной практике и в настоящее время благодаря простоте изготовления, а значит и невысокой их стоимости. Возможно и в тех случаях, когда нет требований большой эффективности насадки. а б в Рисунок 1.9 – Кольца Рашига а – керамические, б – металлические; в – пластмассовые Ещё одним вариантом насадки являются кольца Палля [4] (рисунок 1.10). Для дальнейшего улучшения показателей кольцевых насадок очень важным явилось нанесение перфорации, что улучшает омывание внутренней поверхности колец, как жидкостью, так и газом и улучшает как гидродинамические показатели, так и эффективность. Но перфорация сама по себе неминуемо снижает удельную поверхность насадки, что нежелательно. В конструкции колец Палля этого удалось избежать [9]. Эти кольца имеют прямоугольную перфорацию, а образовавшиеся в результате перфорации язычки, отогнуты вовнутрь кольца. Таким образом, с одной стороны сохранилась удельная поверхность, с другой стороны язычки способствуют лучшему перемешиванию потоков внутри кольца и на турбулизации. В результате существенно улучшились все показатели по сравнению с кольцами Рашига: эффективность увеличилась на 25%, гидравлическое сопротивление снизилось на 37% [1]. Рисунок 1.10 – Кольца Палля Вскоре после появления колец Палля различными фирмами стали разрабатываться их разновидности. Они различаются размером и месторасположением перфорации, формой язычков (плоские или искривленные), формой самой перфорации. На рисунке 1.11 приводятся некоторые из разновидностей металлических колец Палля. Согласно [10], наибольшую популярность из современных конструкций получили насадки ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12

Нi-Раcк - кольца с двумя рядами прямоугольных отверстий с разрезанными пополам и отогнутыми внутрь лепестками, кольца MiniRings − кольца с одним рядом прямоугольных отверстий с отогнутыми внутрь лепестками. Рисунок 1.11 – Разновидности колец Палля а – кольца «Flexiring», б – кольцо «Нi-Раcк», в - кольца «К-Раcк», г – кольца Белецкого, д – кольца Germania, е – кольца Hiflow Большим успехом в совершенствовании нерегулярных массообменных насадок было создание насадок небольшой высоты (кольца) [1]. В настоящее время известен ряд конструкций металлических миникольцевых насадок, отличающихся одним или двумя рядами прямоугольной перфорации, дополнительной перфорацией, мелкими круглыми отверстиями на корпусе и на отогнутых лепестках, одной или двумя отбортовками по концам насадочного элемента, количеством (двумя или тремя) вдавленных полос. Ряд конструкций миникольцевых насадок изготавливается из пластмасс. Некоторые конструкции металлических миникольцевых насадок представлены на рисунке 1.12. Главным структурным свойством миникольцевых насадок является их способность к самоориентации в пространстве колонного аппарата при загрузке внавал. В отличие от кольцевых насадок с высотой равной диаметру, 60% которых при загрузке внавал преимущественно укладываются горизонтально [1,16], горизонтальную позицию занимают значительно больший процент миниколец [1]. Высокая степень омывания поверхности элементов жидкостью способствует высокой эффективности миникольцевых насадок, превосходящей по эффективности кольцевые насадки типа колец Палля [4]. Единственным недостатком миниколец является большое количество насадочных элементов в единице объема, что, естественно, ведет к удорожанию изготовления 1 м3 насадки. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13

Рисунок 1.12 – Миникольцевые насадки Особую группу составляют седлообразные насадки [1]. Первоначально эти насадки изготавливались из керамики. Это седла Берля и Инталокс. Хотя элементы этих насадок не имеют внутренней полости, благодаря особенности формы их поверхность лучше смачивается, чем поверхность колец Рашига, и потому их эффективность выше последних при достаточно высоком гидравлическом сопротивлении и соответственно невысоких предельных нагрузках по газу. Седлообразные насадки из пластмасс (см. рисунок 1.13) различаются формой гребешков по краям элементов, размером, формой и месторасположением перфорации, впадин и выступов. Преимуществом их по сравнению с керамическими седлами является большая пропускная способность и меньшее гидравлическое сопротивление [1]. Также существенно более низкий удельный вес. Использование седел из пластмасс ограничено условиями коррозии и температурным режимом. Металлические седлообразные насадки имеют форму полукольца с прямоугольной перфорацией и лепестками, отогнутыми вовнутрь (насадка Лева) или лепестками с разрезанными концами и выдавленными дугами (насадка IMTP). Некоторые конструкции имеют дуги, выдавленные в разные стороны (см. рисунок 1.14). Наиболее высокие показатели имеют насадки Лева, «Инжехим 2002» и IMTP [1,11]. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14

Рисунок 1.13 – Полимерные насадки в виде седел 1 – седло Хифлоу, 2 – седла Суперторус; 3 – седла Суперинталокс Рисунок 1.14 – Металлические насадки Помимо рассмотренных выше видов нерегулярных насадок известны ряд конструкций насадок иной формы, изготавливаемых из металла или полимерного материала (см. рисунок 1.15). Некоторые из них отличаются сложностью изготовления, практически все они уступают по своим показателям кольцам, миникольцам и седлообразным насадкам, и потому их использование весьма ограничено [1,12]. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15

Рисунок 1.15 – Нерегулярные насадки различной формы Вторую группу насадок составляют регулярные насадки, установленные упорядоченно по всей высоте колонны [1]. Это дает регулярным насадкам ряд преимуществ по сравнению с нерегулярными: отсутствуют застойные зоны жидкости в местах контакта элементов нерегулярной насадки, не участвующие в процессе массообмена. То есть существует теоретическая возможность 100% смачивания поверхности насадки жидкостью. Наличие каналов правильной формы способствует более низкому гидравлическому сопротивлению в расчете на единицу высоты насадочного слоя и большую пропускную способность. В настоящее время известно несколько десятков различных конструкций регулярных насадок. Они изготавливаются из различных материалов: керамики, полимерных материалов, металлов (просечно-вытяжного или гладкого листа). По своему основному конструктивному признаку регулярные насадки могут быть разделены на несколько групп. Наиболее многочисленной группой являются так называемые плоско – параллельные насадки, представляющие собой установленные параллельно друг другу с определенным дистанционированием вертикальные листы (рисунок 1.16) [13]. Рисунок 1.16 – Плоско – параллельные насадки ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16

В настоящее время используется различное расположение гофр (под разными углами к оси аппарата), а также чередование углов наклона гофр в соседних рядах. Используется также такой прием, как создание на поверхности листов макрошероховатостей путем комбинации выступов и впадин, что способствует дополнительной турбулизации жидкости. Однако упомянутые конструкции регулярных насадок имели недостаток, связанный с начальным распределением жидкости [1]. Для обеспечения эффективной работы насадки требовалось организовать подачу жидкости таким образом, чтобы в каждом канале на единицу площади его поперечного сечения приходилось равное ее количество. Чтобы преодолеть эти трудности стали изготавливать насадки из просечено-вытяжного листа, перфорировать листы, что ликвидировало замкнутость каналов, сделало возможным переток фаз между соседними каналами. Это также способствовало увеличению эффективности в результате поперечного перемешивания. Другой значительной группой регулярных насадок являются рулонные насадки (см. рисунок 1.17) [14]. Рисунок 1.17 – Рулонные насадки Как и плоскопараллельные насадки, они в основном изготавливаются из металла и полимерного материала. Используются упомянутые выше приемы как гофрирование и перфорация полосы. Большей частью они изготавливаются из сетки. Рулонные насадки более удобны, чем плоскопараллельные для монтажа в колоннах, особенно большого диаметра. Более плотно укладываются вблизи стен аппарата, то есть снижается негативный стенный эффект [1]. Особую группу составляют решетчатые насадки (рисунок 1.18), которые используются в основном с целью охлаждения газа в скрубберах. Они имеют объемную структуру. Легко монтируются из собранных заранее больших блоков. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17

Рисунок 1.18 – Регулярные решетчатые насадки Значительно меньшее распространение получили блочные насадки (рисунок 1.19) [15]. Они преимущественно изготавливаются из коррозионно стойкой керамики для использования в агрессивных средах. Поскольку блоки не имеют достаточно высокой доли свободного объема, их гидравлическое сопротивление в значительной степени высоко. При укладке блоков в аппараты вблизи стенок образуются байпасные каналы, снижающие эффективность. Рисунок 1.19 – Регулярные блочные насадки Подводя итог по литературному обзору современных разработок в области конструкций насадочных тел для абсорбционного оборудования можно говорить о том, что нынешние разработки являются дальнейшим развитием уже существующих конструктивных исполнений насадочных тел. Отметим тот факт, что на данный момент, несмотря на большое многообразие модификаций насадочных тел, большая часть насадочных абсорберов до сих пор работают с кольцами Рашига, т.к. не всегда предприятия готовы выполнять замену, часто это обусловлено особенностями процесса (например, низкая скорость химической реакции). Анализируя развитие в создании новых конструкций насадочных элементов в последнее время, можно сделать вывод о замедлении прироста показателей, как гидродинамических, так и массообменных. Данный факт говорит о том, что возросла потребность в насадках с высокими гидравлическими и массообменными характеристиками. Эти причины являются основаниями для разработок новых контактных устройств, а также их проверки и, следовательно, актуальности исследований. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18

Отметим тот факт, что первичные исследования гидравлических и массообменных характеристик в насадочной колонне абсорбции будут проводиться с кольцами Рашига, поскольку именно они наиболее хорошо изучены в данный момент. 1.4 Технико – экономическое обоснование Для проведения научных исследований и лабораторных работ на кафедре ТОТС ДПИ НГТУ была спроектирована установка, содержащая колонну абсорбции и десорбции, насосное и теплообменное оборудование, а также контрольно-измерительные приборы. При возможной покупке аналогичного стенда суммарные затраты проведения исследований, включая затраты на оборудование и приборы, составляла бы 1050000 руб. Планируемые затраты на исследования, с самостоятельной разработкой стенда ориентировочно составят 800 000 руб. Тогда выгода (экономия) составит: Э = Ц1 – Ц2, Э = 1050000 – 804582 = 245418 руб. Сэкономленные деньги могут пойти на дальнейшие научные изыскания, совершенствование учебных лабораторий и процесса обучения в целом. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19

2 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К БЕЗОПАСНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1 Описание технологической схемы МЭА очистки отходящих газов от СО2 Технологическая схема процесса извлечения СО2 приведена на рисунке 2.1. Отфильтрованный атмосферный воздух очищается с помощью фильтра Ф1. Пройдя через компрессор K1, смешивается в эжекторе Э1 с двуокисью углерода. Воздух нагревается в трубе преподогревателя Т1 и подается в газовый скруббер С1. В аппарате воздух взаимодействует с водой. Вода подается в верхнюю часть аппарата с помощью насоса Н1 из емкости Е1 и распределяется по насадке. Газовый поток контактирует с водой на поверхности насадки, при этом он охлаждается, и влагосодержание потока снижается. Дополнительно водой в реальном технологическом процессе задерживаются частицы сажи. Скруббер включен в схему для достижения тех же параметров, что характерны для реального технологического процесса. Нагретая вода отводится из нижней части скруббера в емкость Е1, затем охлаждается в выносном холодильнике Т2 и снова подается в колонну. Дымовые газы после слоя насадки проходят через каплеотбойник, предотвращающий унос воды из аппарата и уходят на стадию абсорбции. Основная часть колонны абсорбции К2 работает на поглощение СО2 из отходящих газов. Газ, обогащенный СО2, подается в аппарат снизу. Затем, распределяясь по сечению колонны, попадает в промывную часть. На орошение промывной части подается вода из емкости Е2 насосом Н2. Проходя слой насадки и каплеотбойник, газ выходит из колонны. Раствор МЭА подается в аппарат через распределитель. Жидкий, насыщенный диоксидом углерода раствор МЭА выходит из нижней части абсорбера. Насос богатого моноэтаноламина Н4 подаёт смесь в рекуператор тепла Т4. Часть жидкости поступает в абсорбер K2 со стадии промывки углекислого газа из водяного скруббера С2, и служит для компенсации потерь воды, захватываемой газовым потоком. Для поддержания оптимального температурного режима, жидкость после секции промывки отводится из аппарата, охлаждается в теплообменнике Т2 и снова возвращается в аппарат. Циркуляцию по данному контуру осуществляет насос. Раствор богатого (насыщенного CO2) МЭА подается в десорбер К3 через распределитель Т4. Из нижней части десорбера часть МЭА выходит и стекает в ребойлер Т5, его используют в качестве подогревателя низа колонны. Из ребойлера парожидкостная смесь поступает в нижнюю часть колонны. В колонне поток разделяется на парогазовую смесь, (содержащую СО2, пары воды и МЭА) и на обедненный МЭА. Парогазовая смесь проходит через слой насадки, контактируя со стекающим насыщенным МЭА. При взаимодействии происходит разогрев МЭА и разложение комплексов карбонатных солей, химически связывающих углекислоту. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 20

Изм. Лист № докум. Подпись Дата ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Лист 21 E1 – емкость для холодной воды; E2 – емкость для деионизированной воды; K1 – компрессор; K2 – абсорбер; K3 – десорбер; C1 – газовый скруббер; C2 – водяной скруббер; T1 – подогреватель входящего газа; T2 – холодильник воды; T3 – холодильник МЭА; T4 – поточный рекуператор; T5 – ребойлер; Т6 – холодильник CO2 конденсатор; Т7 – водный холодильник; Ф – пылевой фильтр; Н1, Н2, Н3, Н6 – циркуляционные насосы воды; Н4 – насос богатого МЭА; Н5 – насос бедного МЭА; Н7 – насос МЭА в ребойлер; Н8, Н9 – насосы воды; Э1 – эжектор. Рисунок 2.1 – Технологическая схема:

Из парогазового потока конденсируется водяной пар и МЭА. СО 2, пары воды и МЭА выходят из верхней части колонны. Обедненный МЭА удаляется из кубовой части колонны. Насосом Н5 регенерированный МЭА подается в поточный рекуператор Т4, где охлаждается, нагревая жидкий насыщенный диоксидом углерода раствор МЭА из абсорбера. После теплообмена раствор МЭА подается на орошение в колонну абсорбции. Скруббер С2 охлаждает выходящую из колонны паро – газовую смесь и конденсирует пары воды из них. Кроме этого, скруббер позволяет уловить в циркулирующем потоке воды пары МЭА. Паро – газовая смесь, содержащая СО2, воду, МЭА после охлаждения на стадии сорбции Т6 подается в нижнюю часть скруббера. Вода подается в колонну насосом Н1 из емкости Е1 и распределяется по насадке. Паро – газовый поток контактирует с водой на поверхности насадки, при этом он охлаждается и часть паров (воды и МЭА) конденсируется. Нагретая вода отводится из нижней части скруббера, затем возвращается Н8 в узел сорбции (подается на орошение в абсорбер). Газ (СО2), содержащий пары поглотителя, после слоя насадки в колонне дополнительно проходит через каплеотбойник, предотвращающий унос капель воды из аппарата и подается на стадию сжатия и сжижения углекислоты. 2.2 Принципиальная схема исследования процесса абсорбции лабораторной установки для Основной задачей эксперимента является исследование гидравлических и массообменных характеристик насадочной колонны. Для исследования используется экспериментальный стенд. Первым этапом разработки лабораторного стенда для извлечения СО2 стала колонна абсорбции, царги которой изготовлены из органического стекла. Далее установка будет модернизирована, поскольку для начала необходимо определить характеристики работы аппарата. Будут использованы безопасные и доступные среды – вода, воздух. Для дальнейшей работы с опасными средами царги можно будет заменить на металлические трубы, и колонна легко продолжит свою работу. Принципиальная схема лабораторного стенда для проведения эксперимента приведена на рисунке 2.2. Оборудование установки включает: вентилятор, насос, насадочную колонну. Для проведения исследований по определению гидравлических и массообменных характеристик используется лабораторная насадочная колонна 5 диаметром 200 мм. В колонну засыпаны керамические кольца Рашига. Исследования будут проводиться на средах – воздух и вода. Воздух из помещения лаборатории засасывается вентилятором 3 и подается в кубовую часть лабораторной колонны 5. Расход воздуха регулируется симисторным регулятором, расположенным на щите. Перед входом в колонну 5 установлен ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 22

прибор, с помощью которого измеряется значение расхода воздуха. Верхняя часть колонны имеет крышку, через штуцер которой выходит воздух. Подача жидкости в колонну организована по замкнутому контуру. Из бака 1, с помощью центробежного насоса 2 вода подается в трубопровод. Значение расхода воды контролируется ротаметром 6 и вручную регулируется вентилем. Вода поступает в верхнюю часть колонны 5, распределяется по насадке и контактируя с воздухом движется сверху вниз. Отработанная вода удаляется из кубовой части колонны через штуцер и по трубопроводу возвращается в бак 1. Для контроля уровня жидкости в кубовой части колонны установлена уровнемерная колонка из гибкого шланга. В состав установки также включены средства измерения относительной влажности воздуха, перепада давления на слое насадки и температуры сред. Управление электрооборудованием осуществляется со щита КИПиА. Рисунок 2.2 – Принципиальная схема лабораторной установки: 1 – бак; 2 – насос; 3 – вентилятор; 4 – фильтр; 5 – насадочная колонна; 6 – ротаметр; потоки в системе: 1.1 – подача воздуха в кубовую часть колонны; 1.2 – выход воздуха из колонны; 2.1 – подача воды в бак; 2.2 – подача воды на орошение; 2.3 – поток отработанной воды в бак; РI – датчик контроля давления; TI – датчик контроля температуры; MI – датчик контроля влажности. Для измерения расхода воды используется ротаметр 6 - РМФ-0.4 ЖУЗ для умеренного климата. Он предназначается для измерения стабильных или плавно меняющихся (не пульсирующих) потоков, не кристаллизирующихся ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 23

жидкостей и газов, нейтральных относительно стекла, фторопласта-4, и уплотнительной набивки ФУМ-В. Расход воздуха регулируется симисторным регулятором, расположенным на щите КИПиА и контролируется с помощью пульта, соединенного с помощью гибкого шланга с крестовиной, расположенной внутри фланца на входе в колонну. Контролируемые параметры приведены в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Перечень контролируемых параметров процесса Измеряемый параметр Местоположение Наименование Размерность Перед входом в вентилятор Трубопровод водяной перед входом в колонну Температура воздуха ºС Относительная влажность воздуха % Расход воды м³/ч Трубопровод газовый перед входом в колонну Статический напор см.вод.ст Динамический напор см.вод.ст Выход из колонны Относительная влажность воздуха % Температура воздуха ºС Перепад давления мм. вод. ст. Слой насадки колонны Все контрольно – измерительные приборы стенда проходили поверку в метрологической службе. По перепаду статических давлений до и после слоя насадки определялось гидравлическое сопротивление с помощью наклонного микроманометра ММН-240. Для определения температур потоков использовались лабораторные термометры ТЛ-4 со шкалой 0...55С и ценой деления 0,1С. Для определения относительной влажности воздуха применяется психрометр, состоящий влажного и сухого термометров ТЛ-4 со шкалой 0– 50°С и ценой деления 0.1°С. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 24

2.3 Оборудование и приборы лабораторного стенда Для проведения экспериментов используется насадочный абсорбер, который представляет собой колонну диаметром 200 мм (рисунок 2.3), загруженную насадкой – кольца Рашига 25х25х5 (рисунок 2.4). Соприкосновение газа и жидкости происходит на смоченной поверхности насадки, по которой стекает орошающая жидкость. В процессе работы газ поступает в кубовую часть через штуцер А, проходя через распределитель газа 6. Устройство гасит высокоскоростную струю воздуха, выходящего из подводящего трубопровода, и распределяет газ по сечению колонны для равномерного входа в слой насадки. Проходя через слой насадки газ выходит из аппарата сверху через штуцер Б. Жидкость поступает сверху по трубопроводу и попадает в распределитель жидкости 5 (через штуцер В). Далее, проходит через слой насадки, попадет на перераспределитель и проходя еще один слой насадки уходит через штуцер Г. Колонна опирается на металлическую конструкцию. К насосно – компрессорному оборудованию, обеспечивающему подачу жидкой и газовой фаз, относятся вихревой насос типа ВК-1/16 и вентилятор радиальный ВР- 80-75. Основные характеристики вихревого насоса типа ВК-1/16: - расход Q = 3,6 м3/ч; - напор Н = 16 м; - мощность N = 1,2 кВт; - частота вращения рабочего колеса n = 1450 об/мин. - электродвигатель 4АМА80В2ЖУ2. Радиальный вентилятор ВР 80-75 может перемещать воздух с температурой до 200 оС. Основным рабочим органом вентилятора является колесо с большим числом лопаток, загнутых назад для создания большего напора. Основные характеристики вентилятора: - мощность N = 0,3 кВт; - частота вращения n = 1500 об/мин; - тип электродвигателя – П-11. Абсорбер способен работать с разными нагрузками по газу и жидкости, что позволяет в ходе лабораторных исследований задавать различные параметры процесса. В ходе исследований и дальнейшего расчета требуется точное определение параметров процесса, ведь именно от них зависит результат эксперимента и сложность обработки полученных значений. В этом помогает подбор и реализация на опытной установке контрольно-измерительных приборов. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25

Рисунок 2.3 – Лабораторная колонна абсорбции: 1 – царга; 2 – кубовая часть колонны; 3 – слой насадки; 4 – опорная решетка (перераспределитель); 5 – распределитель жидкости; 6 – распределитель газа. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 26

Рисунок 2.4 – Насадка кольца Рашига Для изменения расхода воды задействован вентиль, воздуха – симисторный регулятор. Регулирование расходов рабочих фаз осуществляется вручную. В связи с этим стоит отметить, что операции, проводимые на лабораторной установке, сопровождаются незначительными затратами труда. Для работы на установке задействуется 2÷3 человека, поэтому обеспечивается достаточная степень наблюдения за ходом технологического процесса. 2.4 Конструкционные материалы Для фланцев, каплеотбойника и кубовой части абсорбционной колонны применяется сталь марки 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-2014. Выбор стали обусловлен коррозионной стойкостью, прочностью, экологичностью, а также её доступностью [17]. Помимо этого, она обладает хорошей формуемостью, вязкостью и высокими механическими характеристиками. Также данная сталь 12Х18Н10Т хороша для работы с повышенными температурами, при которых работает колонна абсорбции. Кроме того, в корпусе применяется стекло органическое листовое ГОСТ 10667-90, к преимуществам которого можно отнести низкую стоимость, устойчивость к химическим воздействиям, коррозии. Крепежные болты используются из углеродистой стали 10 по ГОСТ 1050-2013. В качестве уплотнителя применяются прокладки из резины ГОСТ 733890, которая обеспечивает герметичность и фиксацию фланцевых соединений. 2.5 Методика проведения исследований Целью проводимых экспериментов было определение зависимости коэффициента массоотдачи от расходов газа и жидкости, скорости газа, также гидравлического сопротивления от скорости газа. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 27

Эксперименты проводили для сухой и орошаемой насадки. Перед проведением испытаний необходимо выполнить промывку систем, а также тарировку ротаметра и прибора для измерения расхода газа. Для исследования орошаемой насадки работу установки начинаем с заполнения емкости 1 водой (рисунок 2.2) из системы водоснабжения. В первую очередь перед запуском оборудования проверяют все ли вентили закрыты. Выключателем на щите производится пуск насоса 2 и вентилятора 3. Затем открывают все вентили на пути движения жидкости до колонны. Регулируя подачу газа симисторным регулятором, начинаем продувку колонны 5. Выставляем требуемый расход газа. По ротаметру 6 вентилем выставляют расход жидкости. Перед началом фиксирования данных эксперимента необходимо, чтобы установка вошла в установившийся режим. Таким образом, последовательно устанавливаются различные значения расхода жидкости, при этом расход газа увеличивается. Для исследования гидравлических и массообменных характеристик слоя орошаемой насадки определяемыми являются все параметры, приведенные в таблице 2.1. После завершения работы с установкой необходимо перекрыть все открытые вентили, выключить насос и вентилятор. Воду необходимо слить, открыв вентиль слива. 2.6 Методика обработки опытных данных Целями проведенной исследовательской работы являлись: - проверка работоспособности проектируемого стенда, расчет характеристик, требуемых для дальнейшего расчета и сравнения показателей; - исследование работы насадочного слоя, выявление закономерностей работы. Основными этапами научно-исследовательской работы являлись: - сборка, тестирование лабораторной установки; - исследование основных характеристик насадочного слоя. Перед началом экспериментального исследования лабораторного оборудования необходимо провести гидроиспытания, а также тарировку ротаметра и прибора для измерения расхода газа. Далее необходимо провести серию экспериментов для определения гидравлического сопротивления слоя сухой и орошаемой насадки. 2.6.1 Определение гидродинамических характеристик слоя сухой керамической насадки типа кольца Рашига 25х25 Изучение гидродинамических характеристик заключается в измерении гидравлического сопротивления слоя сухой насадки. Измерение потерь давления на сухой насадке осуществляется без подачи воды на орошение. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 28

Был проведен ряд экспериментов, по результатам которых были построены экспериментальные зависимости гидравлического сопротивления слоя от фиктивной скорости газа в колонне. Также был проведен теоретический расчет гидравлического сопротивления слоя сухой насадки. 2.6.1.1 Обработка экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению слоя сухой насадки Расчет производится по [18]. Результаты измерений по показаниям приборов приведены в таблице 2.2. Таблица 2.2 – Данные эксперимента на сухой насадке ΔНдн t1 t2 Δрсух № см вод. ст. °С °С мм вод. ст. 1 0,55 23,00 26,00 3,00 2 0,7 23,00 25,00 4,50 3 0,85 23,00 24,00 6,50 4 0,95 23,00 23,30 8,00 5 1,2 23,00 23,10 10,50 6 1,35 23,20 22,90 12,50 7 1,55 23,20 22,80 14,50 Обработку экспериментальных данных следует начинать с определения физических характеристик воздуха и воды при средних значениях параметров (давления и температуры). В связи с тем, что температура воздуха при прохождении колонны изменяется вследствие испарения остаточной влаги с поверхности насадки, следует усреднять значения температур t1 и t2: t = (t1 + t2)/2 (2.1) t = (23 + 26)/2 = 24,5°С. Полное давление воздуха в слое насадки составляет: П = В + р / 2 , (2.2) где В – барометрическое давление, равное В = 760 мм рт. ст., Δp – перепад давления в слое насадки, Δp = 10 мм вод. ст. = 0,736 мм рт. ст., П = 760 + 0,736 / 2 = 760,368ммрт.ст. Расход воздуха, приведенный к рабочим условиям, составит: TB (2.3) V = Vo o , To П 297,5  760 V = 0,02008 = 0,0219 м3/с. 273  760,368 Плотность воздуха: ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 29

ТоП (2.4) , ТВо 273  760,368 ρг = 1,293 = 1,187 кг/м3. 297,5  760 По расходу газа рассчитываем приведенную к сечению колонны скорость газа: w = V/S, (2.5) 2 где S = 0,0314 м – площадь поперечного сечения лабораторной колонны, w = 0,0219/0,0314 = 0,7 м/с. Коэффициент гидравлического сопротивления составит: 8pсух 3 (2.6)  = , аW 2 г Н где Δрсух – перепад давления в слое насадки, Н – высота насадочного слоя, Н = 0,24 м, 8  29,4  0,743 = = 3,45. 200  0,72  1,187  0,24 Критерий Рейнольдса: (2.7) Reг = 4wг / (аг ), где μг – динамическая вязкость воздуха при средней температуре газа в колонне, Па·с, ρг = ρо Reг = 4  0,7 1,187 / (200 18,325 10−6 ) = 902. Результаты расчета для всех экспериментальных точек сводим в таблицу 2.3. Таблица 2.3 – Данные обработки результатов опытов по определению гидравлического сопротивления сухой насадки ΔН мм вод.ст. 5,50 7,00 8,50 9,50 12,00 13,50 15,50 297,50 П мм рт. ст. 760,368 297,00 760,552 T °С 296,50 296,15 296,05 296,05 296,00 760,797 760,981 761,287 761,532 761,778 V ρ w м3/с кг/м3 м/с 0,0219 1,187 0,70 3,45 902 0,0231 1,189 0,74 4,63 0,0243 0,0250 0,0269 0,0280 0,0294 1,192 1,193 1,194 1,195 1,195 ζ 0,77 0,80 0,86 0,89 0,94 18,325·10-6 Δрсух мм вод.ст. 10,00 0,02008 956 18,300 ·10-6 15,00 0,02124 1008 18,275 ·10 -6 21,67 0,02237 1042 18,258 ·10 -6 26,67 0,023098 1122 18,253 ·10 -6 35,00 0,02486 1168 18,253 ·10 -6 41,67 0,02588 1227 18,250 ·10 -6 48,33 0,02719 Re μ Па∙с 6,04 6,99 7,92 8,71 9,15 Vo нм3/с По данным таблицы строим графики Δpсух = f(w), ζ = f(Re) (рисунок 2.5, 2.6). График зависимости гидравлического сопротивления от скорости газа строим в логарифмической координатной сетке. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 30

Рисунок 2.5 – Экспериментальная зависимость гидравлического сопротивления сухой насадки от скорости газа Рисунок 2.6 – Зависимость коэффициента гидравлического сопротивления от критерия Рейнольдса 2.6.1.2 Определение теоретической зависимости гидравлического сопротивления сухой насадки от фиктивной скорости газа в колонне Для сравнения опытных данных был проведен расчет теоретического значения гидравлического сопротивления слоя сухой насадки. Согласно [19], оно определяется: 2 Н возд w рсух =   , (2.8) d экв 2 2 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 31

где dэкв – эквивалентный диаметр насадки, dэкв = 0,015 м, Н – высота слоя насадки, Н = 0,24 м, ζ – коэффициент сопротивления, для колец рашига при Re < 2100, определяется: 34,6  = 0,307 , (2.9) Re 34,6 = = 4,28 , 9020,307 0,24 1,187  0,7 2  ' рсух = 4,28  = 34,2 Па. 0,015 2  0,742 Сравнительные данные гидравлического сопротивления по сухой насадке приведены на рисунке 2.7. Рисунок 2.7 – Гидравлическое сопротивление сухой насадки колец Рашига: 1 – экспериментальные точки, 2 – теоретическая кривая. При проведении эксперимента на сухой насадке кольца Рашига выявлена принципиальная сходимость гидравлических характеристик с литературными данными. 2.6.2 Определение гидродинамических и массообменных характеристик слоя орошаемой керамической насадки типа кольца Рашига 25х25. В орошаемом режиме одновременно проводят измерения гидродинамических и массообменных характеристик. Эксперимент проводится при трех разных расходах воды. При одном значении расхода воды устанавливают разные значения расхода газа. Результаты измерений по показаниям приборов заносят в таблицу. Далее строят графические зависимости гидравлического сопротивления от скорости газа, а также зависимость коэффициента массоотдачи от скорости газа и расхода жидкости. Для получения сравнительной характеристики был ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 32

проведен теоретический расчет гидравлического сопротивления орошаемой насадки. 2.6.2.1 Обработка экспериментальных данных по гидравлическому сопротивлению на орошаемой насадке Расчет производится по [18]. Результаты измерений по показаниям приборов для расхода жидкости 0,0835 м3/ч приведены в таблице 2.4. Таблица 2.4 – Данные эксперимента на орошаемой насадке при расходе жидкости 0,0835 м3/ч № 1 2 3 4 5 ΔНдн см вод. ст 0,35 0,55 0,75 1 1,25 t1 °С 25 25 25 25 25  % 56 56 56 56 55 t2 °С 23,7 23,5 23,3 23,3 22,9  % 100 100 100 100 100 Δрор мм вод.ст. 3 6 9 12,5 15 При обработке опытных данных по гидравлическому орошаемой насадки первая часть расчета аналогична расчету сухой насадки. t = (t1 + t2)/2 t = (25 + 23,5)/2 = 24,25°С. Полное давление воздуха в слое насадки составляет: П = В + р / 2 , где В – барометрическое давление, равное В = 760 мм рт. ст., Δp – перепад давления в слое насадки, Δp = 20 мм вод. ст. = 1,47 мм рт. ст., П = 760 + 1,47 / 2 = 760,736ммрт.ст. Расход воздуха, приведенный к рабочим условиям, составит: TB V = Vo o , To П 297,25  760 V = 0,02008 = 0,0218 м3/с. 273  760,736 Плотность воздуха: ТП ρг = ρо о , ТВо 273  760,736 ρг = 1,293 = 1,189 кг/м3. 297,25  760 По расходу газа рассчитываем приведенную к сечению колонны скорость газа: w = V/S, ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 33

где S = 0,0314 м2 – площадь поперечного сечения лабораторной колонны, w = 0,0218/0,0314 = 0,7 м/с. Массовый расход воды: (2.10) L = Vв в , где ρв – плотность воды при температуре t, L = 0,0835  993,7 = 82,995 кг/ч. По расходу воды рассчитываем плотность орошения: U = L/S, (2.11) 2 U = 82,995/0,0314 = 2643,2 кг/(ч·м ). Для остальных точек, а также для опытных данных при других значениях расхода воды расчет аналогичен. Полученные результаты сводим в таблицу и по ее данным строим график Δpор = f(w) в логарифмической координатной сетке (рисунок 2.8). Таблица 2.5 – Данные обработки результатов опытов по определению гидравлического сопротивления орошаемой насадки ΔН мм вод.ст. 3,50 297,35 П мм рт. ст. 760,368 V ρг w м3/с кг/м3 м/с 0,0201 1,188 5,50 297,25 760,736 0,0218 7,50 297,15 761,103 10,00 297,15 12,50 296,95 T °С 0,64 Δрор мм вод.ст. 10 Vo L U ρв нм3/с м3/ч кг/(ч·м2) кг/м3 0,0185 82,98 2642,7 993,56 1,189 0,70 20 0,02008 82,995 2643,2 993,72 0,0235 1,190 0,75 30 0,0216 83,03 2644,4 994,17 761,532 0,0255 1,190 0,81 41,7 0,0235 83,045 2644,7 994,31 761,839 0,0273 1,192 0,87 50 0,0252 83,086 2646,1 994,81 Рисунок 2.8 – Экспериментальная зависимость гидравлического сопротивления орошаемой насадки от скорости газа: 1 – расход воды 0,0835 м3/ч, 2 – расход воды 0,149 м3/ч, 3 – расход воды 0,21 м3/ч Для определения массообменных характеристик используют данные опытов из таблицы 2.4. По относительной влажности воздуха из таблицы П.7 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 34

[18] определяем значения давления насыщенных паров рн1, рн2 и рассчитываем действительные значения парциальных давлений паров воды в воздухе: p1 = 1 pн1  , (2.12) p2 = 2 pн2  p1 = (56  3192,2) / 100 = 1787,6Па = 182,3ммвод.ст., p2 = (100  2916,7) / 100 = 2916,7 Па = 297,4ммвод.ст. Движущая сила процесса (в мм вод. ст.) составит: ( р − р1 ) + ( рн2 − р2 ) рср = н1 , (2.13) 2 где рн1 = 3192,2 Па = 325,5 мм вод. ст., рн2 = 2916,7 Па = 297,4 мм вод. ст., (325,5 − 182,3) + (297,4 − 297,4) рср = = 71,6ммвод.ст. 2 Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе (кг/(м 3∙мм вод. ст.∙ с)):  р2 р1  V г 0,622  −  П − р2 П − р1    рV = , (2.14) SH pср где П = 760,736 мм рт. ст. = 10342,28 мм вод. ст., 297,4 182,3   0,0218  1,189  0,622  − 10342,28 − 297,4 10342,28 − 182,3    рV = = 0,0134  0,24  71,6 кг = 3,49  10−4 3 . м  ммвод.ст.  с Коэффициент массоотдачи (с-1):  pV R ( tср + 273,15) гV = , (2.15) 9,81M в где R = 8314 Дж/(кмоль∙К) – универсальная газовая постоянная; Мв = 18 кг/кмоль – мольная масса воды [20], 3,49  10−4  8314  297,25 гV = = 4,59с−1. 9,81 18 Для остальных точек расчет аналогичен. Результаты расчета массообменных характеристик для расхода жидкости 0,0835 м3/ч приведены в таблице 2.6. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 35

Таблица 2.6 – Данные расчета массообменных характеристик р1 рн1 р2 мм вод. ст. мм вод. ст. мм вод. ст. 182,29 325,52 301,04 182,29 182,29 182,29 179,03 325,52 325,52 325,52 325,52 297,42 293,84 293,84 286,79 рн2 мм вод. ст. 301,04 297,42 293,84 293,84 286,79 Δрср мм вод. ст. 71,61 βpV βгV кг/(м3∙мм вод. ст.∙с) с-1 3,31∙10-4 4,24 71,61 3,49∙10 -4 4,59 71,61 3,64∙10 -4 4,79 71,61 3,95∙10 -4 5,22 73,24 3,998∙10 -4 5,59 По результатам расчета строим графики βгV = f(w) (рисунок 2.9), βгV = = f(L) (рисунок 2.10). Рисунок 2.9 – Зависимость коэффициента массоотдачи от фиктивной скорости газа: 1 - расход воды 0,0835 м3/ч, 2 – расход воды 0,149 м3/ч, 3 – расход воды 0,21 м3/ч Рисунок 2.10 – Зависимость коэффициента массоотдачи от массового расхода жидкости: 1 – при орошении 0,266 м/ч; 2 – при орошении 0,476 м/ч; 3 – при орошении 0,669 м3/ч ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 36

2.6.2.2 Определение теоретической зависимости гидравлического сопротивления орошаемой насадки от фиктивной скорости газа в колонне По зависимости В.В. Кафарова рассчитаем сопротивление слоя орошаемой насадки, учитывающую нагрузку по газу и жидкости, а также физические свойства сред [19]. p = pсух K , (2.16) где K − коэффициент, для систем газ-жидкость, определяется как L K = 1 + 8,4   G 0,405  ρг     ρж  0,235  μж     μг  0,045 (2.17) при 1,8 0,2  L   ρг  μ ж  (2.18)  G   ρ  μ   0,5 ,    ж  г  o где μ ж − динамическая вязкость воды при температуре t = 24,25 С , μ ж = 92,95 10−5 Па  с [21]. −5  122   1,13   54,9 10      −5   100   1099   1,8 10  1,8 0,405 0,2 0,235 = 0,0021  0,5 . 0,045  82,995   1,189   92,95 10−5  K = 1 + 8,4  = 1,93 .     −6   93,6   993,72   18,325 10  Определим сопротивление слоя сухой насадки [19]. 2 H ' ρг  wр  pсух = ξ 0   , d экв 2  ε  где Н '− высота слоя насадки, Н ' = 0,240 м; ξ 0 − коэффициент сопротивления сухой насадки; d экв − эквивалентный диаметр насадки, м. Коэффициент сопротивления сухой насадки определим, как A ξ0 = b , Reг где Reг − критерий Рейнольдса для газовой фазы [20]. Критерий Рейнольдса для газовой фазы, определяется 4Wг , Reг = aμ г (2.19) (2.20) (2.21) где μ г − коэффициент динамической вязкости газовой фазы при температуре −5 t = 24,25 °С [1], μ г = 1,8325 10 Па  с; Wг - массовая скорость газа, кг/(м 2  с). Массовая скорость газа, определяется ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 37

Wг = G , 3600S (2.22) где S − площадь сечения абсорбера, м 2 . Площадь сечения абсорбера  D 2 3,14  0,22 S= = = 0,0314 м 2 , 4 4 (2.23) 93,6 = 0,828 кг/(м 2  с), 3600  0,0314 4  0,828 Reг = = 904 . 200  1,8325  10−5 Wг = Исходя из значения коэффициента Рейнольдса и вида насадки определяются коэффициенты A = 40,73 и b = 0,307 [20]. Подставив найденные значения в (2.20) определим коэффициент сопротивления сухой насадки: 40,73 ξ0 = = 5,04, 9040,307 2 0,24 1,189  0,828  pсух = 5,04 = 60 Па. 0,015 2  0,74  Сопротивление орошаемого слоя: p = 60 1,93 = 115,8 Па. Данное значение сильно расходится с опытным значением сопротивления. Однако, при построении графика выяснилось, что следующие точки достаточно близки. График зависимости гидравлического сопротивления орошаемой насадки от фиктивной скорости газа приведен на рисунке 2.11. Рисунок 2.11 – Сравнение экспериментальных и теоретических гидравлических характеристик: 1 – экспериментальные точки при расходе жидкости 0,0835 м3/ч, 2 – экспериментальные точки при расходе жидкости 0,149 м3/ч, 3 – теоретическая кривая при расходе жидкости 0,0835 м3/ч, 4 - теоретическая кривая при расходе жидкости 0,149 м3/ч ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 38

2.7 Выводы по разделу При проведении экспериментов на насадке кольца Рашига 25х25 выявлена принципиальная сходимость гидравлических характеристик с литературными данными. Результаты опытных данных гидравлического сопротивления слоя сухой насадки наиболее сопоставимы с данными теоретического расчета. Гидродинамические характеристики орошаемой насадки значительно отличаются от теоретического расчета, это может быть вызвано недостаточным орошением слоя насадки. 2.8 Безопасность и экологичность проектных решений в научно – исследовательской работе Проведение научно – исследовательских работ требует особого внимания к вопросам охраны труда, техники безопасности и защиты от вредных факторов. Применение электрического оборудования, механических устройств требует от работников лаборатории особой внимательности и осторожности в работе. Нарушение инструкций, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и производственной санитарии на производстве могут привести к травматизму и профессиональным заболеваниям. Целью данного раздела является разработка мероприятий при проведении научно – исследовательских работ, которые исключат производственный травматизм, взрывы, пожары и аварийные ситуации. Данные мероприятия должны обеспечить возможность быстрой ликвидации аварийных ситуаций. 2.8.1 Вредные и опасные факторы, присущие данной научноисследовательской лаборатории Научно – исследовательская работа проводилась в лаборатории ДПИ НГТУ № 3105. Данной лаборатории присущ ряд физических, психофизиологических и химических вредных факторов, которые могут влиять на здоровье человека. К числу физических факторов относятся: наличие напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; повышенная температура поверхностей, которая может явиться причиной получения термических ожогов; наличие быстровращающихся элементов механизмов. Психофизиологические факторы по характеру действия подразделяются на тяжесть (статические и динамические физические нагрузки) и напряженность трудового процесса (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки) [22]. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 39

Химические опасные и вредные производственные факторы подразделяются по характеру воздействия на организм человека (токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцерогенные, мутагенные и влияющие на репродуктивную функцию) и по пути проникновения в организм человека (через органы дыхания, желудочно – кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки). 2.8.2 Санитарно – гигиенические мероприятия Характеристика наиболее опасных веществ, образующихся в результате работы лабораторной установки представлена в таблице 2.7. Таблица 2.7 – Характеристика токсичных свойств веществ лабораторной установки Наименование вещества Агрегатное состояние Плотность паров или газов по воздуху Двуокись углерода CO2 Моноэтаноламин (МЭА) газ 1,53 4 Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м3 9200 жид. - 2 0,5 Класс опасности вещества в соответствии с [26] Литература [23] [24] Вещества, перечисленные в таблице 2.7, вызывают следующие воздействия на организм человека, 1. Двуокись углерода – согласно [25] не токсичен, наркотически воздействует на организм. Угнетает дыхательный центр, вызывает удушье. 2. Моноэтаноламин – согласно [24], опишем воздействие на организм человека: - при отравлении ингаляционным путем вызывает головокружение, головную боль, одышку, чувство першения в горле, кашель, чувство удушья, нарушение частоты и ритма дыхания, в тяжелых случаях вызывает клоникотонические судороги; - при воздействии на кожу вызывает покалывание, зуд, покраснение, боль, ожоги кожи; - при попадании в глаза вызывает слезотечение, раздражение, покраснение склер, птоз век, резь, помутнение роговицы, сильные глубокие ожоги; - при отравлении пероральным путем вызывает головокружение, головную боль, тошноту, боль в животе, ощущение жжения, боль или коллапс. Так как эти вещества могут нанести серьезный вред организму человека, то необходимо указать меры оказания первой помощи при воздействии данных веществ, а также средства индивидуальной зашиты для предотвращения их воздействия, используемые в производстве: ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 40

1. Двуокись углерода – необходим свежий воздух, кислород. При нарушении дыхания – искусственное дыхание, камфора, кофеин. В тяжелых случаях – кровопускание с последующим вливанием физиологического раствора. Меры предупреждения – при высоком содержании СО2 и нормальном содержании О2 – шланговые противогазы (ПШ – 1; ПШ – 2 и др.). При низком содержании О2 обязательны кислородные изолирующие приборы. 2. Моноэтаноламин – согласно [24], опишем меры оказания первой помощи: - при воздействии на кожу промыть ее большим количеством проточной воды; - при попадании в глаза их проточной водой при широко раскрытой глазной щели. В случае необходимости обратиться за медицинской помощью; - при отравлении пероральном путем – необходимо обильное питье воды, активированный уголь, солевое слабительное, внутрь принимать слизистые отвары. Направить пострадавшего к врачу. Мерой предупреждения опасного воздействия, согласно [24], является спецодежда, промышленный противогаз малого габарита ПФМ – 1 (можно может унифицировать с теми) с универсальным защитным патроном ПЗУ, автономный защитный индивидуальный комплект с принудительной подачей в зону дыхания очищенного воздуха. Кроме этого, используют щелочестойкие перчатки, перчатки из дисперсии бутилкаучука, специальная обувь. Для предупреждения воздействия вредных веществ на организм человека необходим контроль за их наличием в воздухе рабочей зоны. Укажем методы контроля, а также требования к контролю за соблюдением их максимально разовой ПДК, согласно [26]: – отбор проб должен проводиться в зоне дыхания при характерных производственных условиях; – контроль содержания вредных веществ в воздухе проводится на наиболее характерных рабочих местах; – содержание вредного вещества в данной конкретной точке характеризуется следующим суммарным временем отбора: для токсических веществ - 15 мин, для веществ преимущественно фиброгенного действия - 30 мин. За указанный период времени может быть отобрана одна или несколько последовательных проб через равные промежутки времени. Результаты, полученные при однократном отборе или при усреднении последовательно отобранных проб, сравнивают с величинами ПДКМР.РЗ; – при возможном поступлении в воздух рабочей зоны вредных веществ с остронаправленным механизмом действия должен быть обеспечен непрерывный контроль с сигнализацией о превышении ПДК; – периодичность контроля устанавливается в зависимости от класса опасности вредного вещества: для II класса - не реже 1 раза в месяц, IV класса – не реже 1 раза в квартал. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 41

2.8.3 Микроклимат помещения лаборатории Помещение лаборатории № 3105 относится к 2 категории помещений по условиям пребывания и характеру труда в них людей. Категория тяжести работ по энергозатратам легкая I – б, так как работы с энергозатратами от 140 до 174 Вт производятся сидя, стоя или связаны с ходьбой, но не требуют систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей [27]. В таблицах 2.8, 2.9 приведены оптимальные и допустимые параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещений [27]. Таблица 2.8 – Оптимальные значения параметров микроклимата на рабочих местах Температура воздуха Период года Холодный Теплый Диапазон ниже оптимальных величин Диапазон выше оптимальных величин 19-20,9 20-21,9 23,1-24 24,1-28 Температура поверхностей, о С Относительная влажность воздуха, % 18-25 19-29 15-75 15-75 Скорость движения воздуха для для диапазона диапазона температур температур воздуха выше воздуха ниже оптимальных оптимальных величин, не величин, не более более 0,1 0,2 0,1 0,3 Таблица 2.9 – Допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне лаборатории Период года Холодный Теплый Температура воздуха, оС 21-23 22-24 Температура поверхностей, оС 20-24 21-25 Относительная влажность воздуха, % 60-40 60-40 Скорость движения воздуха, м/c 0,1 0,1 Отопление помещения В холодный период года в лаборатории используется центральное водяное отопление (радиатор, температура воды составляет 80 – 90oС) [27]. Так как в помещении лаборатории тепловыделение не превышает 84 кДж/(ч∙м3), то лаборатория относится к помещениям с незначительным выделением тепла и не требуется мер для его отвода. Вентиляция помещения Для обеспечения нормальных санитарно – гигиенических условий в лаборатории предусмотрена вытяжная вентиляция. Расчет ведется для теплого времени года как наиболее тяжелого режима работы системы вентиляции. Кратность воздухообмена определяется по формуле L К= , (2.24) V ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 42

где L – объем воздуха, удаленного из помещения, м3. Определяется из выражения: (2.25) L = F   3600, 2 где F = 7,96 м – площадь проемов, через которые засасывается воздух; υ = 0,15 м/с – скорость воздуха. V – объем помещения, м2. У рассматриваемого помещения V = 436,8 м2. м3 L = 3,98  0,15  3600 = 1194 , ч 1194 К= = 2,73 ч-1. 436,8 Рабочая кратность воздухообмена принимается 4 ч-1. 2.8.4 Шум и вибрация Характеристика шума и вибрации Источником шума при проведении лабораторных испытаний являются насос, вентилятор. По характеру спектра шум широкополосный, по временным характеристикам – постоянный. Источником вибрации при проведении экспериментов являются движущиеся части насоса, вентилятора. По способу передачи на человека вибрация – передающаяся через опорные поверхности. Для снижения шума и вибрации вибрирующее оборудование расположено на резиновых амортизаторах. Величины параметров шума Среднегеометрическая частота, Гц Уровень звукового давления, Дб Уровень звука и эквивалентный уровень звука, ДбА Нормируемые величины параметров [28] Уровень звукового давления, Дб Уровень звука и эквивалентный уровень звука, ДбА 63 86 78 94 80 Для снижения воздействия шума на обслуживающий персонал насос и вентилятор соединяются с трубопроводом эластичной вставкой и используются звукоизолирующие устройства. Также для защиты органов слуха используются средства индивидуальной защиты: наушники противошумные [32] и беруши из вспененного полиуретана [32]. Величины параметров вибрации Среднегеометрическая частота, Гц ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 8; Лист 43

Среднеквадратичная виброскорость, м/с 10-2 0,12; Логарифмический уровень виброскорости, Дб 82; Нормируемые величины параметров вибрации [28] Среднеквадратичная виброскорость, м/с ∙ 10-2 0,2; Логарифмический уровень виброскорости, Дб 92. Для уменьшения влияния вибрации на обслуживающий персонал используется виброизолирующие прокладки, гибкие вставки. 2.8.5 Освещение лаборатории Проектируемая лабораторная установка монтируется в помещении, относящемся к I группе по задачам зрительной работы [29], так как при проведении лабораторных исследований производится различение объектов зрительной работы при фиксированном направлении линии зрения работающих на рабочую поверхность (наблюдение за показаниями ротаметров, термометров и т.п.). Зрительная работа характеризуется средней точностью, с наименьшим размером объекта различения от 1 до 5 мм, что соответствует V разряду зрительной работы, подразряду «b». В зависимости от времени суток в лаборатории предусмотрено использование либо естественного освещения, либо совмещенного. Для естественного освещения помещения лаборатории используется боковое освещение через оконные проемы в наружной стене. Расчет естественного освещения При расчете естественного освещения необходимо определить площадь световых проемов, обеспечивающую нормируемую освещенность. Прежде всего необходимо определить нормированное значение коэффициента естественного освещения (КЕО) еn (2.26) еn = еН  mN , где еН – значение КЕО по [28]; mN – коэффициент светового климата, для Нижегородской области mN = 1. При северо – восточной ориентации световых проемов в наружной стене здания еН = 1%. Таким образом, еn = 1 1 = 1%. Необходимая площадь световых проемов при боковом освещении определяется по формуле S e K (2.27) 100 о = n 3 o K зд , Sn  o r1 где So – площадь световых проемов при боковом освещении, м2; Sn – площадь пола помещения, м2. (2.28) Sn = L  B, ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 44

где L = 14 м – длина помещения; В = 6 м – ширина помещения; Sn = 14  6 = 84 м2 , en = 1% – нормированное значение КЕО; К3 – коэффициент запаса, для помещения с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне 1÷5 мг/м3 пыли, при вертикальном расположении светопропускающего материала К3 = 1,4; ηо = f( L B , ) – световая характеристика окон. B H 2.8.6 Техника безопасности Электробезопасность Помещение лаборатории находится в здании, относящемся к III категории устройства молниезащиты [30], так как от прямого удара молнии может возникнуть пожар, механические разрушения и поражения людей. Этой категории соответствует уровень защиты от прямых ударов молнии (ПУМ) 0,9. Применяемая в здании система молниезащиты (МЗС) состоит из молниеотводов, токоотводов и заземлительных устройств. Тип молниеотвода – стержневой, установленный на крыше здания лаборатории. Сопротивление заземляющего устройства молниезащиты не должно превышать 10 Ом. В помещении оборудование работает под напряжением электрического тока 380/220 В. В отношении опасности поражения людей электрическим током помещение лаборатории относится к классу помещений повышенной опасности, так как в нем отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность (токопроводящие полы, высокая температура, химически активные среды) [31]. Электрооборудование должно быть закрыто. Сопротивление заземления технологического оборудования должно быть не более 4 Ом. Статическое электричество образуется в результате транспортирования углеводородного топлива и растворителей, перемешивания сыпучих тел или перемещения их в пневмотранспорте, дробления веществ. Эти процессы при проведении лабораторных исследований отсутствуют, а значит возникновение статического электричества маловероятно. Ввиду отсутствия при проведении экспериментов горючих и взрывчатых веществ в количествах, достаточных для образования взрывоопасной смеси в объеме, превышающем 5% свободного объема помещения, данное помещение по взрывоопасности не классифицируется. Мероприятия по предупреждению поражения электрическим током работающих в лаборатории [30]: - все электрооборудование должно быть занулено; - работа должна производиться с исправным электрооборудованием, неисправности может устранить только специалист электрик; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 45

- нельзя переносить с места на место включенные в электросеть приборы, а также ремонтировать приборы и оборудование, находящиеся под напряжением; - в случае перерыва в подаче электроэнергии все электроприборы следует немедленно выключить. Общие правила техники безопасности эксплуатации лабораторного стенда При работе на лабораторном стенде необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности: 1) запрещается приступать к работе без разрешения руководителя, включать без необходимости пусковые устройства, рубильники, кнопки, вращать маховики вентилей; 2) при проведении лабораторной работы должны соблюдаться требования, изложенные в инструкции по технике безопасности в лаборатории «Машины и аппараты химических производств» 3) запрещается прикасаться к токоведущим проводам и частям электрооборудования, к вращающимся элементам насосно-компрессорного оборудования; 4) При поражении электрическим током, а также при получении травмы пострадавшему необходимо оказать первую помощь, сообщить руководителю и вызвать врача; 5) При обнаружении любой неисправности необходимо немедленно сообщить руководителю работ; 6) По окончании работ необходимо привести рабочее место в порядок и отключить стенд от сети. Технологическая характеристика аппарата Вместимость (объем), м3 0,01; рабочее давление, МПа (абс) 0,1; среда в аппарате: обедненный моноэтаноламин, пары, смесь паров CO2, воды и моноэтаноламина; температура среды в аппарате оС, 50; материал, контактирующий с рабочей средой: сталь 12Х18Н10Т; материал уплотнительных прокладок: паронит ПОН. Габаритные размеры аппарата, мм: - диаметр 200; - высота 2420. Способ изготовления – сборный. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 46

Пожарная безопасность При проведении лабораторных исследований вещества, классифицируемые с точки зрения пожарной и взрывной опасности, не выделяются. Категория помещения по [30] – Д, так как в этом помещении обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Зона помещения лаборатории к взрывоопасной не относится, так как в ней не имеются и не могут образовываться взрывоопасные смеси. Характеристика здания: количество зданий 1; этажность 2 этажа; категория взрыво и пожароопасности Д; степень огнестойкости строительных конструкций – I. Предел огнестойкости строительных конструкций (min/max), час: - стены 2,5; - колонны 2,5; - балки 1; - плиты 1. Число эвакуационных выходов 2; расстояние от наиболее удаленного рабочего места, м 20; средства сигнализации пожара – автоматическое извещение. Стационарные средства тушения – пожарные гидранты, первичные – огнетушители, песок, асбестовое полотно. Исполнение электрооборудования – пылевлагозащищенное. Класс зоны по пожаробезопасности – П – IIа, так как она не расположена в помещении, в котором обращаются твердые горючие вещества. 2.8.7 Котлонадзорность аппарата Колонный аппарат представляет собой цилиндрическую конструкцию. Он состоит из цилиндрических царг и плоского днища. Аппарат снабжен всеми необходимыми штуцерами для ввода и вывода рабочей среды, а также для установки КИП (термометр, дифманометр). Среда в аппарате невзрывоопасная. Последовательность гидроиспытания аппарата: 1) подготовить аппарат к испытаниям; 2) залить воду; 3) выдержать несколько минут; 4) высушить корпус сжатым воздухом. Аппарат регистрации в органах Ростехнадзора не подлежит. С точки зрения безопасной эксплуатации экспериментальной установки в процессе исследований применено надежное оборудование. Указанные выше мероприятия по охране труда создают безопасны условия работы на установке. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 47

3 Проектно – конструкторская часть. Рекомендации практическому использованию результатов исследования к 3.1 Расчеты аппарата 3.1.1 Технологический расчет колонны абсорбции Целью технологического расчета абсорбера является составление материального баланса аппарата, расчет основных геометрических параметров, которые включают в себя диаметр колонны, высоту слоя насадки, высоту аппарата, диаметры штуцеров. Расчет проводился на средах – раствор МЭА, дымовые газы, вода. Исходные данные для расчета: - начальный расход газа с содержанием СО2 G0 = 100 кг/ч; - начальный расход раствора моноэтаноламина (МЭА) LМЭА = 122 кг/ч; - 9,83% от общего раствора является свободно циркулирующим; - исходная концентрация двуокиси углерода на входе Yн = 8,9 %; - исходная концентрация моноэтаноламина X н = 35 %; - степень извлечения СО2 k = 0,75 ; -  − степень конверсии,  = 0,885 ; - co2 − коэффициент избытка по CO2, co2 = 1,18 ; -  МЭА − коэффициент избытка по МЭА,  МЭА = 1,48 ; - абсолютное давление в абсорбере p = 1 атм.; - температура в абсорбере t = 50 о С; - поглотитель: раствор моноэтаноламина (МЭА); - тип колонны: насадочная, Кольца Рашига 25, неупорядоченно уложенные. 3.1.1.1 Материальный баланс абсорбционной колонны Основой материального баланса служат обратимые химические реакции [33]: СО2 + 2RNH2 + H2O (RNH3 )2 CO3 , (3.1) CO2 + (RNH3 )2CO3 + H2O 2RNH3HCO3 , (3.2) где R − группа ОНСН2СН2. В действительности данные уравнения нужно рассматривать как общую систему поглощения СO2 растворами МЭА, определяющую возможность получения в качестве конечного продукта, как карбоната, так и бикарбоната моноэтаноламмония. Молекула MЭА, связанная цепочкой из двух метиленовых групп, включает в себя две полярные функциональные группы – гидроксильную и аминогруппу. Этими функциональными группами определяются два пути ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 48

взаимодействия СО2 и MЭА, однако, как правило, моноэтаноламин реагирует с характерными признаками для аминосоединения. При относительно малых степенях карбонизации (α <0,5 кмоль/кмоль) углекислый газ вступает в реакцию с водным раствором МЭА в основном с образованием замещенной карбаминовой кислоты: CO2 + RNH2 RNHCOO− + H+ . В водном растворе моноэтаноламина равновесие устанавливается практически мгновенно: RNH2 + H+ = RNH3− . В результате чего образуется карбаматмоноэтаноламмония: RNHCOO− + RNH3+ = RNHCOORNH3 . Зависимость термодинамической постоянной диссоциации МЭА  RNH3+  OH −  Kb,0 = от температуры показана на рисунке 3.1. [34]  RNH2  Рисунок 3.1 – Зависимость постоянной равновесия от температуры Общую реакцию взаимодействия углекислого газа с моноэтаноламином по карбаматному механизму можно представить в виде: (1 +  )RNH2 + CO2 (1 −  )RNHCOOH +  RNHCOO− + RNH3+ , (3.3) где γ – степень диссоциации карбаминовой кислоты; для полной диссоциации 1 + γ = 2, для частичной 1 < (1 + γ) < 2. Реакции, показанные на рисунке 3.2, являются определяющими для МЭA-очистки. Первая реакция включает в себя 90% всего процесса, а вторая примерно 10%. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 49

Химическая реакция взаимодействия СО2 и Н2О с образованием угольной кислоты занимает примерно 10% от всей реакции. Рисунок 3.2 – Основные реакции MЭA-очистки Главными целевыми продуктами реакции являются: MEAH+ – распавшийся на ионы МЭА; MEA – МЭА не распавшийся на ионы; H2O – вода (как растворитель моноэтaнолaмина); CO2 – углекислый газ; HCO3− − ион гидрокарбоната; MEACOO− − ион, провзаимодействовавший с молекулой двуокиси углерода. Реакции (3.1), (3.2) проходят параллельно, но согласно [35] на 1 моль углекислого газа тратится 2 моль моноэтаноламина, поэтому расчет будем вести согласно реакции (3.1). По исходным данным произведем расчет баланса по химической реакции. 6,68 кг/ч 18,5 кг/ч 2,74 кг/ч CO2 + 2RNH 2 + H 2O 44 кг/кмоль 61 кг/кмоль 18 кг/кмоль 28кг/ч (RNH3 )2CO3 . (3.4) 184 кг/кмоль Количество воздуха на входе в абсорбер G 100 vвозд = 0 = = 3,45 кмоль/час, M возд 28,97 (3.5) где G0 − расход воздушной смеси на входе в абсорбер, G0 = 100 кг/ч; M возд − мольная масса воздуха, M возд = 28,97 кг/кмоль [21]. Расход CO2 на входе в абсорбер GCO2 = Yн  G0 = 8,9кг/час (3.6) Примем степень поглощения, согласно заданию 75%, тогда количество абсорбированного СО2 будет рассчитываться как (3.7) M ' (CO2 ) = kGCO2 = 0,75  8,9 = 6,68 кг/ч; Количество воздуха на выходе из абсорбера G0' = 100 − 6,68 = 93,32кг/час; vвозд = G0' 93,32 = = 3,22 кмоль/час, M возд 28,97 (3.8) ' где G0 − расход воздуха на выходе из абсорбера, G0 = 93,32 кг/ч; M возд − молярная масса воздуха, M возд = 28,97 кг/кмоль. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 50

Количество СО2 на входе в абсорбер GCO2 8,9 vCO2 = = = 0,202 кмоль/час, M CO2 44 (3.9) где M CO2 − молярная масса СО2, M CO2 = 44 кг/кмоль [21]. Количество CO2 на выходе из абсорбера '' ' GCO = GCO2 − GCO = 8,9 − 6,68 = 2,22кг/час; 2 2 G ''CO2 2,22 = 0,0505 кмоль/час. M CO2 44 Количество прореагировавшего СО2 M ' (CO2 ) 6,68 (3.10) vCO2 = = = 0,152 кмоль/ч. M CO2 44 Найдем массовые расходы веществ. Согласно балансу по реакции (3.4) количество вещества эквивалентно количеству CO2, отсюда: (3.11) M ' ((RNH3 )2CO3 ) = vCO  M (RNH ) CO = 0,152 184 = 28 кг/ч; (3.12) M ' (H2O) = vCO  M H O = 0,152 18 = 2,74 кг/ч; (3.13) M ' (RNH2 ) = vCO  M RNH = 0,152  61  2 = 18,5 кг/ч; (3.14) M ' (CO2 ) = vCO  M CO = 0,152  44 = 6,68 кг/ч. Массовые расходы веществ, подаваемых в абсорбер M ' (H 2O) 2,74 " M (H 2O) = = = 3,1 кг/ч, (3.15)  0,885 M ' (RNH 2 ) 18,5 " M (RNH 2 ) = = = 20,9 кг/ч; (3.16)  0,885 M ' (CO2 ) 6,68 " M (CO2 ) = = = 7,56 кг/ч; (3.17)  0,885 где  − степень конверсии,  = 0,885 . Массовые расходы веществ на стадии абсорбции. Дополнительно учитываем избыток, что будет говорить о достаточности компонентов для протекания реакции, согласно рекомендации [19] GCO2 = 1,18  7,56 = 8,9 кг/ч; (3.18) Из исходных данных найдем Gсв. р− р = 0,0983  LМЭА = 0,0983 122 = 12кг/ч; vCO2 = = 2 2 3 2 2 2 2 3 2 2 mRNH2 = 1,48  20,9 = 30,9 кг/ч. (3.19) mH2O = LМЭА − Gсв. р− р − mRNH2 = 122 − 12 − 30,9 = 79,1кг/час, где Gсв. р− р - расход связанного раствора, GRNH2 - расход МЭА, по окончании расчета все рассчитанные величины занесены в таблицу 3.1. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 51

Дополнительно в системе циркулирует связанный раствор (RNH3)2CO3, который равен 12 кг/ч. Масса компонентов после стадии абсорбции (3.20) mCO = 8,9 − M ' (CO2 ) = 8,9 − 6,68 = 2,22 кг/ч; mH O = 79,1 − M ' (H2O) = 79,1 − 2,74 = 76, 4 кг/ч; 2 2 mRNH2 = 30,9 − M ' (RNH2 ) = 30,9 − 18,5 = 12, 4 кг/ч; m(RNH3 )2CO3 = 28кг/ч . (3.21) (3.22) Материальный баланс химического процесса в абсорбере представлен в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Материальный баланс химического процесса учета инертов Приход Расход mj , xj , nj , % 1,69 9,47 58,3 9,16 21,4 кмоль/ч 0,0506 0,203 4,24 (RNH3 )2CO3 кг/ч 2,22 12,4 76,4 12 28 Всего 131 100 Наименование компонента mi , xi , ni , кг/ч % кмоль/ч Наименование компонента CO 2 RNH 2 H 2O 8,92 30,9 79,1 6,81 23,6 60,4 0,202 0,507 4,39 CO 2 RNH 2 H 2O Связан. р-р 12 9,2 Всего 131 100 Связан. р-р 0,152 Схема работы абсорбера представлена на рисунке 3.3. На ней указаны основные потоки (с номерами, соответствующими схеме), входящие в аппарат и выходящие из него. Рисунок 3.3 – Схема работы абсорбера с потоками 1 – слой насадки; 2 – каплеотбойник; 3 – желобчатый ороситель; 206, 207 – потоки моноэтаноламина (МЭА); 107, 108 –потоки газовой фазы. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 52

3.1.1.2 Тепловой баланс абсорбционной колонны Тепловой баланс абсорбционного процесса по [20] QГ1 + QМ1 + Qсорбц − QГ2 − QМ2 = 0 , (3.23) где QГ1,2 − количество тепла газа с двуокисью углерода при входе и выходе, кВт; QМ1,2 − количество тепла моноэтаноламина на входе и на выходе, кВт; Qсорбц − количество тепла поглощения углекислого газа, кВт. На рисунке 3.4 показан тепловой процесс абсорбции, где Г1, Г2 – входящий и выходящий газы, М1 и М2 – МЭА до и после реакции соответственно. Рисунок 3.4 – Тепловой процесс абсорбции Так как аппарат работает на поглощение, то потеря энергии для него приводит к улучшению условий протекания хемосорбционного процесса. Рассмотрим самый тяжелый для аппарата случай – когда нет потерь тепла. Тепловой баланс абсорбера: (3.24) QГ1 + QМ1 + Qсорбц − Q 'Г2 − QМ2 = 0 , где Q 'Г2 − количество тепла газа на выходе из нижней части, кВт. Количество тепла газа с СО2 на входе в абсорбер QГ1 = GГ1сt , (3.25) где GГ1 − расход воздуха на входе в абсорбер, G = 100 кг/ч = 0,0278 кг/с; с − теплоемкость воздуха, содержащего углекислый газ при температуре t = 25 оС [21], с = 1,05 кДж/кг  С; t − температура воздуха, t = 25 оС. QГ1 = 0,0278 1,05  25 = 0,73 кВт. Количество тепла моноэтаноламина на входе в аппарат: QМ1 = GМЭАсt , (3.26) где GМЭА − расход МЭА на входе в аппарат, GМЭА = 122 кг/ч = 0,0339 кг/с; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 53

с - теплоемкость МЭА при t = 50 оС, с = 3,7 кДж/кг  С; t – температура МЭА, t = 50 оС. QМ1 = 0,0339  3,7  50 = 6,27 кВт. Количество тепла сорбции определяется, как: Qсорбц. = m ' r , (3.27) где m 'CO2 − масса поглощенного СО2, m 'CO2 = 6,675 кг/ч = 0,00185 кг/с; r − теплота растворения, r = 1920 кДж/кг [33]. Qсорбц. = 1920  0,00185 = 3,55 кВт. Количество тепла на выходе из верхней части, при поглощении двуокиси углерода Q 'Г2 = G 'Г2 сt , (3.28) где G 'Г2 − расход газа после сорбции углекислого газа, кг/с. G 'Г2 = 100 − 6,69 = 93,3 кг/ч = 0,0259 кг/с. (3.29) Q 'Г2 = 0,0259 1,05  50 = 1,36 кВт. Количество тепла МЭА на выходе из абсорбера является определяемой величиной. Выразив количество тепла МЭА из (2.26), получим QМ2 = 0,73 + 6,27 + 3,55 − 1,36 = 9,19 кВт. Температура МЭА на выходе из аппарата t= QМ2 9,19 = = 73,3С GМЭАс 0,0339  3,7 3.1.1.3 Определение числа единиц переноса Процесс абсорбции СО2 можно разделить на три стадии: массоотдача в газовой фазе, массоотдача в жидкости и химическая реакция. Согласно [3] происходит быстрая химическая реакция, а значит, процесс лимитируется стадией массопередачи. Ключевым моментом является построение линии равновесия, так как температура раствора выше критической температуры газа. Для определения равновесного парциального давления компонента в газе, следует пользоваться законом Генри [36] (3.30) p* = mpx x , * где p − равновесное парциальное давление компонента в газе, кПа; mpx − константа фазового равновесия двуокиси углерода при температуре 61С , mpx = 3450 102 кПа [36]; x − мольная доля СО2 в жидкости. Мольное количество газа и СО2 в абсорбере на входе и на выходе: vCO (вход) = 0,202 кмоль/ч; 2 vCO2 (выход) = 0,0506 кмоль/ч; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 54

vгаза(вход) = 3,45 кмоль/ч; vгаза (выход) = 3,22 кмоль/ч. Мольная концентрация газовой фазы на входе и на выходе vCO (вход) 0,202 Y (вход) = 2 = = 0,0586 кмоль/кмоль; vгаза (вход) 3,45 P вход = 0,0586 101,3 = 5,94 кПа. vCO (выход) 0,0506 Y (выход) = 2 = = 0,0157 кмоль/кмоль; vгаза (выход) 3,22 (3.31) (3.32) (3.33) (3.34) P выход = 0,0157 101,3 = 1,59 кПа. Используя график (рисунок 3.5) найдем мольные концентрации жидкости на входе и на выходе Х Х (вход) = (выход) = P(вход) m P(выход) m 5,94 = 1,72  10−5 кмоль/кмоль ; 2 3450  10 1,59 = = 4,61  10−6 кмоль/кмоль 2 3450  10 = (3.35) (3.36) P, кПа 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,000000 0,000002 0,000004 0,000006 0,000008 0,000010 0,000012 0,000014 0,000016 0,000018 0,000020 X Рисунок 3.5 – Равновесная линия углекислого газа над раствором МЭА Так как химическая реакция протекает быстро, то рабочая концентрация двуокиси углерода в растворе моноэтаноламина стремится к нулю, поэтому разница концентраций определяется по равновесной концентрации углекислого газа в жидкости. Отсюда следует, что разность концентраций по жидкости равна концентрациям входа и выхода соответственно: X (вход) = 1,72  10−5 кПа; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 55

Х (выход) = 4,61  10−6 кПа. Изменение равновесной концентрации по жидкости X (вход) − Х (выход) 1,72  10−5 − 4,61 10−6 Х р = = = 0,956  10−5 кмоль/кмоль −5 X 1,72  10 ln (вход) ln Х (выход) 4,61 10−6 N= X (вход) − Х (выход) X (р) 1,72 10−5 − 4,61 10−6 = = 1,317 0,956 10−5 (3.37) Учитывая невозможность полного смачивания и необходимость запаса, примем число теоретических тарелок ЧТТ = 2 . 3.1.1.4 Определение геометрических размеров абсорбера Для колец Рашига нерегулярно уложенных предельная скорость захлебывания газа определяется по формуле [19] 0,125 0,25 0,25 0,125  г  L  122   1,13  lg C = A − B     = 0,02 − 1,62  = −0,7, (3.38)     G  100 1099        ж где С − параметр, рассчитываемый по формуле [19, с.101]; ρ ж − плотность водного раствора МЭА, ρж = 1099 кг/м 3 ; ρг − плотность газовой фазы (по воздуху), ρг = 1,13 кг/м 3 ; L − расход МЭА по колонне, по материальному балансу (поток 207), L = 122 кг/ч; G − расход газа по колонне, по материальному балансу (поток 107), G = 100 кг/ч, 10 −0,7 2 wпр a г  ж  =   g 3  ж   Н 2O  0,16 1,13  0,0018  = 9,81  0,743 1099  0,000549  2 wпр 200 0,16 2 = 0,0625wпр ж = 0,0018Па  с , Н O = 54,9 10−5 Па  с [21]. 2 0,1995 = 1,79 м/с. 0,0625 Рабочую скорость газа в абсорбере по [19] принимаем ниже скорости захлебывания (3.39) wp = (0,7  0,9) wпр = 0,7 1,79 = 1,25 м/с. wпр = Диаметр аппарата, согласно уравнению расхода, составит V 0,0278 D= = = 0,187м , 0,785wр 0,785 1,25 (3.40) где V − объемный расход газовой фазы (поток 108), V = 100 м 3 /ч = 0,0278 м3/с. Внутренний диаметр аппарата Dвнутр = 200 мм. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 56

Рабочая скорость газа при этих условиях wр = V 100 = = 0,885 м/с. 2 0,785Dвнутр 3600  0,785  0,22 (3.41) Предварительно принимаем общую высоту насадки H нас = 0,4м 0,25 w H нас г 1+ D hэкв =   = K 1 − (7,5 − 55,2d ) U  ж 1 − 0,34(d / D) − 8,4(d / D) 2 1,25 0,40,25 1,13 =   0,3 1 − (7,5 − 55,2  0,025) 0,000983 1099  1 + 0,2 = 1 − 0,34(0,025 / 0,2) − 8,4(0,025 / 0,2) 2 = 0,191м 4 Lm 4  122 = = 0,000983м3 /(м 2  с) 2 2  ж D 1099  3,14  0,2  3600 H нас = hэ  nт = 0,191 2 = 0,382м По итогам расчета понятно, что мы приняли H нас = 0,4м с запасом. U= 3.1.1.5 Расчет потерь давления в колонном аппарате Гидравлическое сопротивление слоя насадки будем рассчитывать в два этапа. Определим сопротивление слоя сухой насадки [19]. 2 H ' ρг  wр  (3.42) pсух = ξ 0   , d экв 2  ε  где Н '− высота слоя насадки, Н ' = 0,240 м; ξ 0 − коэффициент сопротивления сухой насадки; d экв − эквивалентный диаметр насадки, м. Коэффициент сопротивления сухой насадки определим, как A (3.43) ξ0 = b , Reг где Reг − критерий Рейнольдса для газовой фазы [36]. Критерий Рейнольдса для газовой фазы, определяется 4Wг , Reг = aμ г (3.44) где μ г − коэффициент динамической вязкости газовой фазы при температуре t = 50 o С [21], μ г = 1,8 10 −5 Па  с; Wг − массовая скорость газа, кг/(м 2  с). Массовая скорость газа, определяется ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 57

Wг = G , 3600S (3.45) где S − площадь сечения абсорбера, м 2 . Площадь сечения абсорбера  D 2 3,14  0,22 S= = = 0,0314 м 2 . 4 4 Wг = (3.46) 100 = 0,885 кг/(м 2  с). 3600  0,0314 4  0,885 Reг = = 748 . 263  1,8  10−5 Исходя из значения коэффициента Рейнольдса и вида насадки определяются коэффициенты A = 40,73 и b = 0,307 [19]. Подставив найденные значения в (3.43) определим коэффициент сопротивления сухой насадки. 40,73 ξ0 = = 5,34 . 7480,307 2 0,24 1,13  0,885  pсух = 5,34 = 69 Па. 0,015 2  0,74  По зависимости В.В. Кафарова приближенно рассчитаем сопротивление слоя орошаемой насадки, учитывающую нагрузку по газу и жидкости, а также физические свойства сред [19]. p = pсух K , (3.47) где K − коэффициент, для систем газ-жидкость, определяется как L K = 1 + 8,4   G 0,405  ρг     ρж  0,235  μж     μг  0,045 (3.48) при 0,2 1,8  L   ρг  μ ж  (3.49)  G   ρ  μ   0,5 ,    ж  г  o где μ воды − динамическая вязкость воды при температуре t = 50 С , μ воды = 54,9 10−5 Па  с [21]. −5  122   1,13   54,9 10      −5   100   1099   1,8 10  1,8 0,2 = 0,003  0,5 . 0,045 −5  122   1,13   54,9 10  K = 1 + 8,4  = 3,103 .     −5   100   1099   1,8 10  Подставив полученные данные в (3.55), получим следующие значения гидравлического сопротивления насадки p = 69  3,103 = 214,1 Па. 0,405 0,235 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 58

3.1.1.6 Расчет штуцеров В лабораторной колонне штуцера будут заменены патрубками, к которым хомутами будут присоединяться шланги. Диаметр штуцера для входа газа с содержанием СО2 в абсорбер 4L 4  0,0278 D= = = 0,0457 м, (3.50) πwρгаз 3,14  15  1,13 где w − скорость газа на входе в абсорбер принимается согласно [37], w = 15 м/с. Диаметр штуцера для выхода газа 4L 4  0,0259 D= = = 0,0474 м. (3.51) πwρгаз 3,14  13 1,13 Диаметра штуцера для входа МЭА 4G0 4  0,0339 D= = = 0,00887 м. (3.52) πwρ жид 3,14  0,5 1099 где w − скорость МЭА на входе в абсорбер принимается согласно [9], w = 0,5 м/с. Диаметра штуцера для выхода МЭА 4G0 4  0,0339 D= = = 0,00627 м. (3.53) πwρ жид 3,14 1 1099 Полученные данные по диаметрам штуцеров приводим к стандартным значениям труб [38] и заносим в таблицу 3.2. Таблица 3.2 – Таблица штуцеров для абсорбционной колонны Наименование штуцера Расход сред, кг/с Плотность сред, кг/м3 Скорость, м/с Количество Вход газа Выход газа Вход МЭА Выход МЭА 0,0278 0,0259 0,0339 0,0339 1,13 1,13 1099 1099 15 13 1 1 1 1 1 1 Диаметр, мм Расчётный 46 48 9 6 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Принятый 70 60 20 70 Лист 59

3.1.2 Прочностной расчёт абсорбционной колонны Целью прочностного расчета является определение размеров основных элементов разрабатываемой колонны абсорбции исходя из условия прочности. В качестве исходных данных для проведения прочностного расчёта будут использованы следующие геометрические характеристики лабораторной колонны абсорбции: - высота царг: H1 = H 2 = H3 = 430 мм; - высота распределителя жидкости H расп = 170 мм; - высота кубовой части H куб = 530 мм; - высота царги с распределителем газа Нрасп.г = 183 мм; - внутренний диаметр колонны D = 200 мм; - толщина стенки колонны s = 5 мм; - толщина фланца sф = 20 мм; - наружный диаметр фланца Dф = 285 мм; - слой насадки – кольца Рашига 25; - общая высота слоя насадки H сл = 480 мм; - давление в аппарате атмосферное pабс = 0,1 МПа 3.1.2.1 Определение расчетных параметров За расчетную температуру принимается наибольшая температура стенки, соприкасающейся со средой, следовательно максимальная температура в колонне равна t = 50C. Расчетное давление принимается как максимальное рабочее давление или давление выше (ниже) рабочего. Аппарат работает при атмосферном давлении, т.е. расчетное давление равно нулю ррасч = 0 . Исходя из этого следует, что давление наблюдается только при гидроиспытаниях. Давление при гидроиспытании: pги = pпр + ρgh , (3.54) где ρ − плотность воды при t = 20 оС [14, табл. IV], ρ = 998 кг/м3; g − ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с; h − высота цилиндрической части обечайки, м. Высота цилиндрической части обечайки Н = H расп + H куб + Н расп.г + H1  3 + H п1 + H п2 + H п3 + H п4 + H п5 + H п6 , (3.55) H п1 − H п6 − прибавки на толщину прокладочного материала для где абсорбционной колонны. Н = 0,175 + 0,530 + 0,43  3 + 0,183 + 0,003 + 0,003 + +0,003 + 0,003 + 0,003 + 0,003 = 2,196м. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 60

pги = 0 + 998  9,81 2,196 = 21499,7Па = 0,021МПа. Допускаемое напряжение при гидроиспытании: σ Т20 [σ]ги = , nТ (3.56) 20 где σТ − предел текучести для стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-2014 [39, табл. Б7], σТ = 276 МПа; nТ − коэффициент запаса прочности по пределу текучести в условиях испытаний, nТ = 1,1 . 20 [σ]ги = 276 = 251 МПа. 1,1 Общее значение прибавки к расчётной толщине стенки c = c1 + c2 + c3 = 1 мм, где c1 − прибавка для компенсации коррозии и эрозии, c1 = 1 мм; c2 − прибавка для компенсации минусового допуска, не учитывается изза малых габаритов аппарата; c3 − прибавка для компенсации утонения стенки при технологических операциях, не учитывается из-за малых габаритов аппарата. Для аппарата со сроком службы τ = 10 лет, и скорость коррозии v = 0,1 мм/год. Расчетная толщина стенки обечайки в условиях гидроиспытаний: рги D , (3.57) sги = 2φ[σ]ги − рги где φ − коэффициент прочности стыкового сварного шва с двухсторонним сплошным проваром, выполняемый автоматической и полуавтоматической сваркой, принимается в условиях гидроиспытаний, φ = 1 . sги = 0,021  200 = 0,0084 мм. 2  1  251 − 0,021 Добавляем прибавку к расчётной толщине обечайки: s = 1 + 0,0084 = 1,0084 мм. Принимаем стандартную толщину стенки обечайки s = 3 мм. Допускаемое напряжение при гидроиспытании для органического листового стекла СО-95. Цилиндрическая часть обечайки склеена смолой ЭД-20, поэтому прочность шва может отличаться от прочности обечайки из органического стекла. Напряжения растяжения смолы ЭД-20 по [40] составляют 40 – 90 МПа. Таким образом, коэффициент прочности шва принимается  ≈ 55/66 = 0,833. nТ − коэффициент запаса прочности по пределу текучести в условиях испытаний, nТ = 1,1 [39]. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 61

[σ]ги = 0,833  66 = 50 МПа. 1,1 Общее значение прибавки к расчётной толщине стенки: c = c1 + c2 + c3 = 0 мм, где c1 − прибавка для компенсации коррозии и эрозии не учитывается ввиду коррозионной устойчивости органического стекла; c2 − прибавка для компенсации минусового допуска, не учитывается изза малых габаритов аппарата; c3 − прибавка для компенсации утонения стенки при технологических операциях. Расчетная толщина стенки обечайки в условиях гидроиспытаний: sги = 0,021  200 = 0,042 мм. 2  50 − 0,021 Принимаем стандартную толщину стенки обечайки s = 5 мм. 3.1.2.2 Расчет внутреннего объема аппарата Для расчета внутреннего объема аппарата необходимо определить объем внутренней полости и вычесть объем внутренних устройств. Объем внутренней полости аппарата определяется 5  5  πD 2 VП =   H i +  H Пi  , (3.58) i =1  i=1  4 где H Пi − толщина промежутков между царгами (или царгой и основанием). VП = (430  3 + 530 + 175 + 183 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3 + 3) 109 3,14  2002 4 = 0,069 м3. Все внутренние устройства за исключением насадки являются тонкостенными и не занимают более 5 – 10 % внутренней части аппарата. Поэтому их величины объема не учитываются для дальнейшего расчета. Полный объем жидкости: Vo = VП (100 − nуст ) − πD2 Hсл (1 − ε) , 4 100 (100 − 7,5) 3,14  0,22 Vo = 0,069 − 0,48(1 − 0,74) = 0,0599 м3. 100 4 (3.59) 3.1.2.3 Определение массы аппарата Наибольшую массу аппарат имеет во время гидроиспытаний. Суммарная масса аппарата определяется: MA = MЭ + МН + МЖ , где M Э − масса элементов аппарата, кг; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата (3.60) Лист 62

масса насадки, кг; М Ж − масса жидкости, кг. Масса жидкости определяется: МН − M Ж = Voρж , где ρ ж – плотность воды при гидроиспытании, ρж = 997 кг/м3. M Ж = 0,0599  997 = 59,7 кг. Масса насадки определяется:  D2 МН = H сл γ н , 4 где γ н – масса 1 м3 насадки, γн = 530 кг/м3. (3.61) (3.62) 3,14  0,22 0,48  530 = 8 кг. 4 Масса элементов абсорбера складывается из массы царг, массы внутренних устройств и крепежных элементов (около 10 % от массы царг), массы основания. Массу аппарата, включая крепежные элементы возьмем из 3D-модели (рисунок 3.6). МН = Рисунок 3.6 – Масса колонны абсорбции по 3D – модели В качестве опоры используются уголки (4 шт), которые привариваются к кубовой части аппарата. Длина уголков Lу = 400 мм, погонная масса: 3,05 кг/м. Уголки крепятся на цилиндрической части куба, на расстоянии 180 мм от штуцера Г (рисунок 3.7). Масса основания будет рассчитана с полной длиной уголков, а при расчете опор это пойдет в запас. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 63

Рисунок 3.7 – Опора колонного аппарата M ОСН = 4  0,40  3,05 = 4,88кг. Масса всего аппарата: M АП = 59,7 + 8 + 75,5 + 4,88 = 148 кг. 3.1.2.4 Расчет цилиндрической обечайки абсорбера Действующая сила в рабочих условиях: F = M  9,8 = 148  9,8 = 1450 Н. Допускаемая осевая сжимающая сила [ p]1п [ p]1 = ,  [ p ]1п  1+    [ p]1Е  (3.63) (3.64) где [ p]1п − допускаемая осевая сжимающая сила из условий прочности; [ p]1Е − допускаемая осевая сжимающая сила из условий устойчивости в пределах упругости. Допускаемая осевая сжимающая сила из условий прочности [ p]1п = π( D + s + c)(s − c)[σ]t ; (3.65) [ p]1п = 3,14(0,2 + 0,005)0,005  66 = 0,212 МН. Допускаемая осевая сжимающая сила из условий устойчивости в пределах упругости. [ p]1Е = min [ p]1Е ;[ p]1Е2 , (3.66) 1  где [ p]1E1 − допускаемая осевая сжимающая сила из условия местной устойчивости в пределах упругости; ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 64

[ p]1E2 − допускаемая осевая сжимающая сила из условия общей устойчивости в пределах упругости. Допускаемая осевая сжимающая сила из условия местной устойчивости в пределах упругости 2,5 310  10−6 Е 2 100( s − c)  (3.67) [ p]1Е1 = D   , ny D  где Е − модуль продольной упругости СО-95 [41], Е = 3000 МПа; n y − коэффициент запаса устойчивости, ny = 2,4 . 2,5 310  10−6  3000 2 100  0,005  [ p1 ]Е1 = 0,2   = 0,153 МН. 2,4 0,2   Допускаемая осевая сжимающая сила из условия общей устойчивости в пределах упругости 2 [ p]1Е2 π( D + s + c)( s − c) E  π  =   , ny λ пр   (3.68) где λ пр − гибкость конструкции, определяется λ пр = 2,83lпр D+s−c , (3.69) где lпр − высота цилиндрической части обечайки, lпр = H = 0,43 м. λ пр = 2,83  0,43 = 5,94 . 0,2 + 0,005 2 3,14(0,2 + 0,005)  0,005  3000  3,14  [ p]1Е2 =  5,94  = 1,13 МН. 2,4   [ p]1Е = min 0,153;1,13 = 0,153 МН. 0,212 [ p]1 = = 0,137 МН.  0,153  1+    0,212  Проверка абсорбционной колонны на устойчивость: pГИ  1; [ p1 ] (3.70) 0,021 = 0,153  1 . 0,137 Условие устойчивости выполняется. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 65

3.2 Прочностной анализ царги колонны абсорбции Для проверки царги колонны на прочность был использован один из модулей программного комплекса «APM WinMachine». Перед проведением расчета была спроектирована 3D модель колонного аппарата. Полная модель колонны представлена на рисунке 3.8. Рисунок 3.8 – Колонна абсорбции 3.2.1 Прочностной анализ в модуле APM Structure 3D Основной моделью расчета будет являться модель царги колонны (самая нижняя), которая рассчитывается от осевой силы. На прочность будет проверяться именно часть из оргстекла, т.к. в ней имеются отверстия под штуцера. Величина ячеек расчетной сетки является основным показателем соотношения быстроты и качества проводимого расчета. Для проведения расчета был выбран размер сетки 2 мм. На рисунке 3.9 приведена модель с размерами КЭ сетки 2 мм. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 66

Рисунок 3.9 – КЭ сетка с размером кусков 2 мм Для ячеек 2 мм был проведен расчет в программе APM Structure 3D. Модель была закреплена жесткой заделкой по нижней поверхности, осевая нагрузка была приложена сверху (рисунок 3.10). Величина осевой нагрузки это масса царг, расположенных выше при гидроиспытании - 628Н, а также болтовая стяжка – 400Н. Рисунок 3.10 – Расположение закрепления и нагрузки В результате расчета были получены результаты, представленные на рисунке 3.11. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 67

Рисунок 3.11 – Результаты расчета в программе APM Structure 3D По полученным данным делаем вывод о том, что максимальные напряжения 1,3 МПа, возникающие в результате нагрузки – не являются опасными, т.е. не превышают допускаемое напряжение для органического стекла – 50 МПа. По карте результатов видно, что значительное увеличение напряжений приходится именно на отверстие. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 68

4 ОРГАНИЗАЦИОННО – ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ 4.1 График выполнения работ Для организации проектирования установки, монтажа новых технических устройств и проведения экспериментов составляется график выполнения всего цикла работ. Продолжительность работ рассчитывается по теории вероятности на основе математической статистики. Ожидаемое время выполнения работ определяется [42]: 3a + 2b tОЖ = , (4.1) 5 где а – минимальная длительность работ, в рабочих днях; b – максимальная длительность работ, в рабочих днях. Данные по видам работ и их длительность заносим в таблицу 4.1: Таблица 4.1 – Виды работ и затраты времени № п/п Наименование работы 1 2 Исполнитель Оценка длительности работы а b tок 3 4 5 6 1 Получение задания студент 0 0 0 2 Изучение задания студент 1 2 1,4 3 Литературный обзор студент 4 5 4,4 4 Обоснование выбора конструкции студент 1 1,5 1,2 5 Проектировочный расчет студент 7 8 7,4 6 Доразработка чертежей Изготовление внутренних устройств аппарата Разработка методики проведения эксперимента Монтаж внутренних устройств в аппарате Подключение аппарата к схеме Проведение экспериментов студент 14 18 15,6 слесарь 5 6 5,4 студент, инженер 3 4 3,4 студент, инженер 1 1,5 1,2 электрик 1 1,5 1,2 студент, инженер 20 25 22 студент 2 3 2,4 7 8 9 10 11 12 Ввод результатов экспериментов в ЭВМ ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 69

Продолжение таблицы 4.1 13 Обработка результатов экспериментов студент, инженер 3 4 3,4 14 Оформление графиков студент 3 5 3,8 15 Оформление записки студент 9 11 9,8 16 Утверждение проекта студент 1 2 1,4 17 Подготовка к защите студент 1 2 1,4 18 Защита студент 0,5 1 0,7 Определяем резервы времени и критический путь. Критический путь представляет собой длительность всего комплекса работ. Для определения длительности работ и резервов времени определяем следующие величины: 1) раннее время свершения события t pj = t pi + tij , (4.2) где tpj – раннее время свершения j-го события; tpi – раннее время свершения предшествующего i – го события; tij – длительность работы, результатом которой стало j – тое событие. 2) позднее время свершения событий определяется по формуле tпj = tпj − tij , (4.3) где tпi – позднее время свершения i-го события; tпj – позднее время свершения последующего j – го события. 3) резерв времени события определяется по формуле Ri = tпi − t pi , (4.4) Расчеты основных параметров сетевого графика заносим в таблицу 6, а обозначение событий и график приведена на рисунке 4.1 и 4.2 соответственно. Ni t пi t pi Ri Рисунок 4.1 – Обозначение событий ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 70

Рисунок 4.2 – Сетевой график Таблица 4.2 – Время свершения событий № п/п Наименование работы 1 2 tр, дней tп, дней 3 4 5 0 0 0 1 Задание получено 2 Требования задания учтены 1,4 1,4 0 3 Литературный обзор выполнен 5,8 7 1,2 4 Выбор конструкции обоснован 2,6 2,6 0 5 Проектировочный расчет выполнен 10 10 0 6 Чертежи разработаны 25,6 25,6 0 7 Внутренние устройства изготовлены 31 31 0 8 Методика проведения экспериментов разработана 29 32,2 3,2 9 Внутренние устройства смонтированы 32,2 32,2 0 10 Аппарат подключен к схеме 32,2 32,2 0 11 Эксперименты проведены 54,2 54,2 0 12 Результаты экспериментов введены в ЭВМ 56,6 56,6 0 13 Результаты экспериментов обработаны 60 62,8 2,8 14 Графики оформлены 63,8 66,6 2,8 15 Записка оформлена 66,6 66,6 0 16 Проект утвержден 67,8 67,8 0 17 Подготовка к защите закончена 69,2 69,2 0 18 Защита проведена 69,9 69,9 0 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист R, дней № докум. Подпись Дата Лист 71

На сетевом графике представлены все данные из таблицы 4.2. Анализируя сетевой график выполнения работ, можно сделать вывод, что большинство событий лежит на критическом пути. Критический путь: 1-2-4-5-6-7-9-11-12-15-16-17-18 Для выполнения всего комплекса работ по сетевому графику 69,9  7 = 81,55  82 календарных дня. необходимо 69,9 рабочих дня или 6 При анализе сетевого графика рассчитываем вероятность свершения конечного события в срок. Считается, что вероятность должна находиться в пределах [42]: 0,35  PК  0,65. При РК < 0,35 есть вероятность нарушения срока свершения заданного конечного события. При РК > 0,65 работы критического пути имеют большие резервы. Вероятность свершения завершающего события в заданный срок определяется по формуле [42]: T −T z= З К , (4.5) 2  tij ij где z – аргумент нормальной функции распределения вероятностей; ТЗ – заданный срок свершения конечного события, ТЗ = 70 дн.; ТК – срок свершения завершающего события, ТК = 69,9 дн.;  tij 2 - дисперсия работы, лежащей на критическом пути. Определяется по формуле (4.6)  tij 2 =  0,04(b − a)2 . (4.6) Рассчитав дисперсию на критическом пути, получим сумму  tij 2 = 4,84; 70 − 69,9 z= = 0,045. 4,84 По таблице [42] определяем РК = 0,53. 0,35  РК = 0,53  0,65 . Следовательно, график является напряженным. 4.2 Расчет полной себестоимости исследований Экономическая часть включает в себя все необходимые расчеты непосредственных финансовых затрат на проектирование, монтаж и эксплуатацию лабораторной установки и как результат составление сметы затрат. Затраты складываются из следующих пунктов: ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 72

1) проектирование лабораторной установки: - затраты на канцелярские принадлежности (в т.ч. цифровые носители информации); - стоимость работ исследователей по проектированию установки и отчисления на социальное страхование; 2) монтаж лабораторной установки: - стоимость оборудования, устанавливаемого на ней; - стоимость материалов, узлов и приборов; - стоимость транспортных средств (принимается 9% от стоимости вышеперечисленных элементов); - стоимость услуг сторонних организаций; - затраты, связанные с использованием установки во время пуска и испытаний; - стоимость работ исследователей по испытаниям смонтированной установки и отчисления на социальное страхование; 3) проведение исследовательской работы: - затраты, связанные с использованием установки во время проведения исследовательской работы; - стоимость работ исследователей и отчисления на социальное страхование; - прочие расходы. 4.2.1 Расчет затрат на проектирование лабораторной установки На стадии проектирования реализуются выбор и обоснование конструкции основного аппарата (насадочной колонны), выбор вспомогательного оборудования и КИП, составление принципиальной технологической схемы лабораторной установки, все необходимые расчеты, подтверждающие надежность оборудования. Все это сопровождается созданием соответствующей конструкторской документации, что требует затрат на канцтовары, а также оплату труда по проектированию. 4.2.1.1 Расчет затрат на канцелярские принадлежности Статьи по этому разделу приведены в таблице 4.3 Таблица 4.3 – Затраты на канцтовары Наименование продукции Сумма, руб. Бумага 250 Рукописные принадлежности (шариковые ручки, набор карандашей) 100 Носители информации (диски DVD) 100 Итого 450 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 73

4.2.1.2 Расчет основной заработной платы исследователей в период проектирования Стоимость работ исследователей складывается из: - заработной платы инженера; - заработной платы преподавателя. Оклад инженера составляет 15000 руб. Оклад преподавателя 20500 руб. Длительность работ по проектированию лабораторной колонны составляет: - у инженера 30 календарных дней; 97 = 9,3 календарных дня. - у преподавателя 8 рабочих дней или 6 Таблица 4.4 – Данные о заработной плате исследователей Должность Месячный оклад, руб. Инженер 15000 Зарплата за один рабочий день, руб. 451,2 Преподаватель 20500 820 15000 = 600 руб. 25 20500 = 820 руб. Зарплата преподавателя за один рабочий день 25 Таблица 4.5 – Затраты на заработную плату в период проектирования Зарплата инженера за один рабочий день Должность Затрачено дней Зарплата, руб/день Инженер 30 600 Сумма основной зарплаты, руб. 18000 Преподаватель 9,3 820 7626 Итого: 25626 Сумма основной зарплаты инженера 30  600 = 18000 руб. Сумма основной зарплаты преподавателя 9,3  820 = 7626 руб. Таким образом, сумма основной заработной платы по проектированию лабораторной установки составляет 25626 руб. 4.2.1.3 Расчет дополнительной заработной платы исследователей в период проектирования Дополнительная заработная плата составляет 25% от основной заработной платы. Сумма дополнительной зарплаты инженера 18000  0,25 = 4500 руб. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 74

Сумма дополнительной зарплаты преподавателя 7626  0,25 = 1906,5 руб. Таким образом, сумма дополнительной заработной платы по проектированию лабораторной установки составляет 6407 рублей. 4.2.1.4 Расчет отчислений на социальные нужды Отчисления на социальные нужды составляют 30,2% от основной и дополнительной заработной платы. 0,302  ( 25626 + 6407 ) = 9337 руб. Таблица 4.6 – Затраты на установку в период проектирования № п/п Наименование статьи расхода Сумма 1 Затраты на канцелярские принадлежности 2 Основная з/п сотрудников 25626 3 Дополнительная з/п сотрудников 6407 4 Отчисления на социальные нужды Итого: 9337 41820 450 В итоге сумма затрат на проектирование составляет 41820 руб. Можно заключить, что максимальная часть затрат сосредоточена на заработной плате сотрудников. 4.2.2 Расчет затрат на монтаж лабораторной установки 4.2.2.1 Расчет затрат на оборудование В процессе проектирования установки был произведен выбор необходимого оборудования (насосно – компрессорное оборудование, иное вспомогательное оборудование), материалов (материалы корпуса лабораторной колонны, уплотнительные материалы и герметики, гибкие шланги), узлов и приборов (контрольно-измерительные приборы, пусковые устройства, трубопроводная арматура). Основной статьей затрат на монтаж лабораторной установки будет являться стоимость этих элементов установки и стоимость транспортных средств, которые сведены в таблицу 4.7. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 75

Таблица 4.7 – Стоимость оборудования № п/п Наименование 1 2 1 2 3 Труба DN15 Труба DN25 Труба DN32 Клапан запорный с пневмоприводом KSHNFPA020 DN15 Клапан запорный с пневмоприводом KSHNFPA020 DN25 Кран шаровый DN15 Кран шаровый DN25 Вентиль DN15 Вентиль DN25 Вентиль DN32 Итого 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Цена единицы, руб. Сумма, руб. 4 5 6 п.м п.м п.м 47 107 142 470 1498 852 2 шт. 8594 17188 4 шт. 9642 38568 3 4 4 4 1 шт. шт. шт. шт. шт. 519 1103 3500 5500 4000 1157 4412 14000 22000 4000 104145 4422 4422 21757 21757 5529 11028 6210 9057 24100 8900 11100 5400 12420 9057 24100 8900 66600 5400 5720 5720 10300 14300 6400 6500 10300 14300 6400 6500 206904 2820 42300 1032 5160 Количество Ед. изм. 3 Трубы и арматура 10 14 6 Оборудование Фильтр 1 шт. ER-G100D25B130 1,5 BSP Компрессор DENZEL 1 шт. PC2/100-370 Циркуляционный насос 2 шт. Grundfos UPS 25-40 Бак STPUT STW-002-000100 2 шт. Скруббер ЦС №3 1 шт. Колонна абсорбции К2 1 шт. Колонна десорбции К3 1 шт. Насос вихревой ВК-1/16 6 шт. Холодильник воды Т2 1 шт. Холодильник 1 шт. моноэтаноламина Т3 Рекуператор поточный 1 шт. Ребойлер 1 шт. Холодильник СО2 1 шт. Холодильник водный 1 шт. Итого Контрольно-измерительные приборы Регулятор ОВЕН ТРМ1 15 шт. Датчик температуры 10 шт. ОВЕН ДТС054-50М.В3.60/1 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 76

Продолжение таблицы 4.7 27 38 29 30 31 32 33 34 Преобразователь расхода вихревой электромагнитный 5 шт. 16700 ВПС1-ЧИ2.54 Датчик уровня 2 шт. 1680 ОВЕН ПДУ4-1 Ротаметр жидкости 14 шт. 5000 РМ-02-0.016 ЖУЗ Ротаметр газа РМ-2,5 ГУЗ-К 1 шт. 7600 Выключатель 5 шт. 220 автоматический IEK BA47-29 Кабель ПРГД 07 5 м 170 Итого: Итого (статья расходов 1-32): Прочие расходы Итого (статья расходов 1-33): Транспортные расходы 9% от суммы статей расходов 1-34 Итого (статья расходов 1-34): 83500 3360 70000 7600 1100 850 213870 524919 20000 544919 49042,71 593961,71 Таблица демонстрирует, что основная часть от общей предполагаемой суммы затрат на лабораторную установку приходится на оборудование и приборы. 4.2.2.2 Расчет услуг сторонних организаций Монтаж лабораторной установки осуществляется с использованием услуг сторонних организаций. В работе участвовали: слесарь 4-го разряда (монтаж трубопроводов и трубопроводной арматуры) с тарифной ставкой повременщика при нормальных условиях труда 80 руб/ч и электромонтер 6-го разряда (подключение насосов, установка КИП) с тарифной ставкой 110 руб/ч. Таблица 4.8 – Стоимость услуг сторонних организаций Должность Затрачено дней Тарифная ставка Зарплата, руб. Слесарь 5,4 80 3456 Электромонтер 1,2 110 1056 Итого: 4512 Оплата работы слесаря составит 5,4  8  80 = 3456 руб. Оплата работы электромонтера составит 1,2  8 110 = 1056 руб. Стоимость услуг сторонних организаций составляет 4512 руб. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 77

4.2.2.3 Расчет основной заработной платы исследователей в период испытаний установки Длительность работ по испытанию лабораторной колонны составляет: - у инженера 20 календарных дней; 10  7 = 11,67 календарных дня. - у преподавателя 10 рабочих дней или 6 Таблица 4.9 – Затраты на заработную плату в период испытаний 20 Зарплата, руб/день 600 Сумма основной зарплаты, руб. 12000 11,67 820 9569,4 Должность Затрачено дней Инженер Преподаватель Итого: 21569,4 Сумма основной зарплаты инженера 20  600 = 12000 руб. Сумма основной зарплаты преподавателя 11,67  820 = 9569,4 руб. Сумма основной заработной платы на испытания лабораторной установки составляет 21569,4 руб. 4.2.2.4 Расчет дополнительной заработной платы исследователей в период испытаний установки Дополнительная заработная плата составляет 25% от основной заработной платы. Сумма дополнительной зарплаты инженера 12000  0,25 = 3000 руб. Сумма дополнительной зарплаты преподавателя 9569,4  0,25 = 2392,4 руб. Таким образом, сумма дополнительной заработной платы на испытания лабораторной установки составляет 5392,4 рублей. 4.2.2.5 Расчет отчислений на социальные нужды Отчисления на социальные нужды составляют 30 + (0,2 – 8,5)% от основной и дополнительной заработной платы. Принимаем отчисления на социальное страхование в размере 31% от основной и дополнительной заработной платы, т.е. 0,302  (21569,4 + 5392,4) = 8142 руб. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 78

4.2.2.6 Расчет затрат, связанных с использованием установки во время испытаний Учитывая характер исследовательской работы, стоит отметить, что расчет затрат, связанных с использованием установки, сводится к расчету затрат на электроэнергию, расход воды и моноэтаноламина. Оборудование Количество Мощность, кВт Цена, руб/кВт∙ч Потребление сырья и энергетических ресурсов, м3 Сырье и энергетические ресурсы Цена за единицу теплоносителя, руб/м3 Время работы, ч Сумма, руб. Таблица 4.10 – Затраты на электроэнергию и сырье в период испытаний Насос циркуляционный 2 0,04 5,9 8 Вода 15,6 8 178,5 Насос вихревой 6 1,2 5,9 0,1 Моноэтаноламин 107000 - 10742,5 Компрессор 1 2,2 5,9 - - - 8 103,8 Итого 10982,3 Затраты на электроэнергию и потребление воды составят (за 2 дня): - для циркуляционного насоса 2  0,04  8  5,9 + 8 15,6 = 178,5 руб; - для вихревого насоса 6 1,2  8  5,9 + 0,1 107000 = 10742,5 руб; - для компрессора 1  2,2  8  5,9 = 103,8 руб. Таким образом, затраты на электроэнергию во время испытаний установки составили 10982,3 руб. Таблица 4.11 – Расчет затрат на установку в период монтажа № п/п Наименование статьи расхода Сумма, руб 1 Затраты на оборудование 2 Затраты на услуги сторонних организаций 3 Основная з/п сотрудников 21569,4 4 5 Дополнительная з/п сотрудников 5392,4 8142 6 593961,71 Отчисления на социальные нужды Затраты на испытание установки 4512 10982,3 Итого: 644560 В итоге сумма всех затрат на монтаж составит 644560 руб. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 79

Наибольшие затраты приходятся на покупку оборудования. 4.2.3 Расчет затрат на проведение исследовательской работы 4.2.3.1 Расчет основной заработной платы исследователей в период исследования Длительность работ на лабораторной установке составляет: - у инженера 35 календарных дней; 21  7 = 24,5 календарных дня. - у преподавателя 21 рабочий день или 6 Таблица 4.12 – Затраты на заработную плату в период проведения исследований 65 Зарплата, руб/день 600 Сумма основной зарплаты, руб. 39000 24,5 820 20090 Должность Затрачено дней Инженер Преподаватель Итого: 59090 Сумма основной зарплаты инженера 65  600 = 39000 руб. Сумма основной зарплаты преподавателя 24,5  820 = 20090 руб. Таким образом, сумма основной заработной платы составляет 59090 руб. 4.2.3.2 Расчет дополнительной заработной платы исследователей Сумма дополнительной зарплаты инженера 39000  0,25 = 9750 руб. Сумма дополнительной зарплаты преподавателя 20090  0,25 = 5022,5 руб. Таким образом, сумма дополнительной заработной платы составляет 14772,5 руб. 4.2.3.3 Расчет отчислений на социальные нужды Отчисления на социальные нужды составляют 30% + (0,2 – 8,5) % от основной и дополнительной заработной платы, окончательно принимается 30,2%. 0,302  (59090 + 14772,5) = 22306 руб. 4.2.3.4 Расчет затрат, связанных с использованием установки ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 80

Поскольку моноэтаноламин является оборотным сырьем и практически полностью остается участвовать в технологическом процессе, его потребление на этапе испытаний (таблица 4.10) и исследований остается неизменным. Оборудование Количество Мощность, кВт Цена, руб/кВт∙ч Потребление теплоносителя, м3 Теплоноситель Цена за единицу теплоносителя, руб/м3 Время работы, ч Сумма, руб. Таблица 4.13 – Затраты на электроэнергию и сырье Насос циркуляционный 2 0,04 5,9 80 Вода 15,6 160 1251,8 Насос вихревой 6 1,2 5,9 0,05 Моноэтаноламин 107000 160 17496,8 Компрессор 1 2,2 5,9 - - - 160 2076,8 Итого 20825,4 Затраты на электроэнергию и воду составят (20 дней): - для циркуляционного насоса 2  0,04 160  5,9 + 80 15,6 = 1251,8 руб; - для вихревого насоса 6 1,2 160  5,9 + 0,1 107000 = 17496,8 руб; - для компрессора 1 2,2 160  5,9 = 2076,8 руб. Таким образом, затраты составили 20825,4 руб. 4.2.3.5 Прочие расходы Во время проведения исследований возникает необходимость использования дополнительных средств и материалов (крепежные детали, материалы уплотнения и герметизации). Эти расходы составляют 2% от общей заработной платы исследователей, т.е. 0,02  (59090 + 21569,4 + 25626) = 2125,7 руб. Таблица 4.14 – Расчет затрат на установку в период монтажа № 1 1 2 3 4 5 Наименование статьи расхода 2 Основная з/п сотрудников Дополнительная з/п сотрудников Отчисления на социальные нужды Затраты при использовании установки Прочие затраты Итого: Сумма, руб. 3 59090 14772,5 22306 20825,4 2125,7 119123 Сумма затрат на проведение исследований составит 119123,2 руб. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 81

4.2.4 Составление сметы затрат на лабораторную установку Таблица 4.15 – Смета затрат на лабораторную установку № Наименование статьи расхода Сумма, руб. 1 1 2 3 2 Затраты на проектирование экспериментальной установки Затраты на монтаж экспериментальной установки Затраты на проведение исследований Итого 3 40809 644560 119123 804582 Таким образом затраты на создание экспериментального стенда и проведение научно-исследовательских работ составили 804582 руб. 4.3 Выводы по разделу В процессе выполнения работы составлен сетевой график, смета затрат, рассчитаны нормативы на выполнение работ. Наибольшую долю расходов (около 95%) составляют расходы на закупку оборудования. Следовательно, для уменьшения себестоимости проекта целесообразно уменьшить именно эти расходы. Расходы на оборудование можно сократить следующими путями: 1. Создание единой системы насосно-компрессорного оборудования, используемой для обеспечения нескольких лабораторных стендов. 2. Использование (где это возможно) единой системы измерения параметров потоков, для сокращения количества приборов на каждый конкретный стенд. 3. Использование КИП, имеющих меньшую стоимость или б/у. 4. Использование более дешевых материалов, где это целесообразно. Данные мероприятия позволяют сократить стоимость установки на 10 – 30%. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проделанной работы был спроектирован лабораторный стенд для исследования процесса абсорбции. Проведенные расчеты подтверждают работоспособность аппарата для дальнейших исследований параметров работы абсорбера. Был проведен литературный обзор конструкций абсорбционных аппаратов, а также насадочных тел. В исследовательской части работы была проведена обработка полученных опытных данных и по их результатам проведено сравнение с литературными источниками. Были получены гидродинамические и массообменные характеристики работы аппарата. Проведены технологический и прочностной расчеты лабораторной колонны, исходя из которых были приняты основные геометрические характеристики аппарата. Также был проведен прочностной анализ царги из органического стекла, по результатам которого были получены максимальные напряжения, возникающие при действующей нагрузке. В организационно – экономической части научно – исследовательской работы были просчитаны затраты на установку, а также выявлено какую часть удастся сэкономить на дальнейшее проведение исследований. Также была проработана безопасность и экологичность установки. В дальнейшем стенд будет модернизирован и будет использоваться для дальнейших исследований работы колонны в соответствующих рабочих условиях. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 83

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Каган А.М., Лаптев А.Г, Пушнов А.С., Фарахов М.И. Контактные насадки промышленных тепломассообменных аппаратов. Монография. По ред. Лаптева А.Г. – Казань: Отечество, 2013, -454 с. 2. Кузнецов А.А., Судаков Е.Н. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов: Справочное пособие. – М.: Химия, 1983. – 224 с., ил. 3. Анучин К.М. Современные технологии переработки и использования газа. «Возможность применения метилдиэтанола, активированного пиперазином, в качестве абсорбента для глубокой очистки газа от СО 2» К.М.Анучин, Д.А.Мирошниченко 4. Алекперова Л.В., Аксельрод Ю.В., Дильман В.В., Струнина А.В., Морозов А.И. Гидродинамические исследования седловидных насадок и колец Палля, Хим. пром., 1974, № 5, с. 380-384. 5. Комарова Л.Ф., Кормина Л.А. Инженерные методы защиты окружающей среды. Учебное пособие. Издательство «Алтай», 2000 6. Zaporozhets Е.Р «Water and acid removal from petroleum from gases and natural and natural gases» Е.Р.Zaporozhets, G.K.Zibert, Е.Е.Zaporozhets, N.N.Andreyva, A.G.Zibert, I.M.Valiullin. 7. International Journal of Greenhouse Gas Control Process modifications for solvent-based post-combustion CO2 capture (2014) 8. Степыкин А.В «Массообменные характеристики регулярной насадки с внедренными теплообменными модулями» А.В.Степыкин, А.А.Сидягин., В.М.Ульянов.] 9. Intallox Hign-Performance wire Gauze packing (каталог фирмы «Norton», 1988) 10. Музафарова А.Р., Емельянычева Е.А. Классификация, основные требования и конструктивные особенности современных насадочных контактных устройств. Вестник технологического университета. 2016. Т.19, №2 11. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Минеев Н.Г. Основы расчета и модернизация тепломассообменных установок в нефтехимии. Казань: Казан. гос. энергетический ун-т, 2010, 574 с. 12. Ralu-Pak (каталог фирмы Raschig GmbH, 1988) 13. Гладильщикова С.В., Щелкунов В.А., Круглов С.А., Молоканов Ю.К. Насадки массообменных аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии», ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1983. 14. Дмитриева Г.Б., Беренгартен М.Г., Клюшенкова М.И., Пушнов А.С. Эффективные конструкции структурированных насадок для процессов тепломассообмена // Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2005, № 8, с. 15-17. ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 84

15. Ясавеев Х.Н., Лаптев А.Г., Фарахов М.И. Модернизация установок переработки углеводородных смесей, Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2004, 307 с. 16. Flexigrid structured packing (каталог фирмы «Koch Eng.», N KEG-2, 1986). 17. Воробьева Г.В. Коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах химических производств. Справочник. М.: «Химия», 1975 – 816 с. 18. А.И. Пронин [и др] Машины и аппараты химических производств: лабораторный практикум / под ред. В.М. Ульянова. – Н.Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т, 2007. – 196 с. 19. Сидягин А.А. Колонные аппараты для массообменных процессов: учеб. Пособие для студентов вузов / А.А. Сидягин. − Н. Новгород: Нижегород. Гос. Техн. Ун – т им. Р.Е.Алексеева, 2009. − 115 с. 20. Ульянов В.М., Сидягин А.А., Диков В.А. Технологические расчеты машин и аппаратов химических и нефтеперерабатывающих производств. Примеры и задачи: учеб. пособие; под ред. В.М Ульянова; Нижегород. гос. техн. ун – т им. Р.Е. Алексеева. – Н.Новгород, 2015. – 633 с. 21. Ульянов В. М. – Физико – химические характеристики веществ. Справочник проектировщика химического оборудования: учебное пособие. – Н. Новгород, 2009. – 309 с. 22. ГОСТ 12.003 – 2015. Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация 23. ГН 2.2.5.1313 – 03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Гигиенические нормативы. 24. Паспорт безопасности химической продукции // 2019. 18 марта. URL: https://sintez-oka.com/upload/pdfs/ПБ%20на%20Моноэтаноламин%20(2019).pdf 25. Лазарев Н.В. Вредные вещества в промышленности. Т 2/ Н.В. Лазарев. –Л.: Химия, 1976. 26. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности 27. СаНПиН 2.2.4.548 – 96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы. 28. ГОСТ 12.1.012 – 2004. Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования. 29. СНиП 41.01.2003. Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.: ГПЦПП, 1994. 30. Проектирование и устройство молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122 – 87). 31. Правила устройства электроустановок. – ПУЭ, Изд. 7. 32. ГОСТ Р 12.4.255-2011. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органа слуха. 33. Семенова А. И. Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака / А. И.Семенова [и др.]. 2-е изд., Москва: Химия, 1986 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 85

34. Справочник азотчика. Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака / А. И. Семенова [и др.]. - Москва: Химия, 1986. 35. Семенова Т.А «Очистка технологических газов» Семенова Т.А., Лейтеса И.Л. изд. 2-е, пер. идоп. М., «Химия», 1977 36. Рамм В.М. Абсорбция газов. Изд. 2-е, переработ. И доп. М., “Химия”, 1976 г., 656 с. 37. Павлов К.Ф Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 9-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1981. – 560 с., ил. 38. ГОСТ 11068-81 Трубы электросварные из коррозионной-стойкой стали 39. ГОСТ Р 34233.1–2017 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования 40. ГОСТ 10587-84 Смолы эпоксидно – диановые неотвержденные. Технические условия 41. ГОСТ 10667-90 Стекло органическое листовое. Технические условия 42. Шах А. Д., Погостин С. 3., Альман П. А. Ш31 Организация, планирование и управление предприятием химической промышленности: Учебник/Под ред. Н. П. Федоренко. — 3-е изд., перераб. и доп.— М.: Высш. школа, 1981 ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 86

Приложение А Опись чертежей ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 87

Приложение Б Спецификации ВР – НГТУ – М19ТМО – 000 - 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 88

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв