РОЗРАХУНКОВА РОБОТА
Тема роботи:
Вивчення схеми технологічного процесу очищення стічних вод від ізобутанолу та розрахунок окремих її елементів
Загальні відомості та схема очищення води
Найбільш поширений прийом очищення стічних вод від органічних домішок — біохімічний. Але при виробництві синтетичної продукції, наприклад, віскози в стічні води потрапляють штучні органічні речовини, такі як ізобутанол, диметилацетомид та ін., які біоценози не здатні переробляти в нешкідливі домішки. Тоді для видалення зі стічних вод цих забруднень застосовують більш дорощий, але ефективний прийом—адсорбцію. В якості сорбенту беруть активоване вугілля. В адсорбційних фільтрах (колонах) забруднюючі домішки приєднуються (прилипають) до вугілля. Регенерацію вугілля здійснюють за допомогою хлороформу, а десорбцію хлороформу—водяною парою.
На рис.1 зображена схема очищення стічних вод, які утворюються при виробництві віскози від ізобутанолу.
Стічна вода, що містить органічні домішки, надходить в адсорбційний фільтр 1. Після використання адсорбційної ємності адсорбенту залишки води з адсорбенту скидають за допомогою відповідного трубопроводу в збірник неочищених стічних вод. Потім з ємкості 2 у колону подають розчинник-хлороформ. Після повного заповнення шару адсорбенту, що регенерується хлороформом, розчинник зливається через переливний пристрій у ємкість 12. Звідси хлороформ, що містить вилучені з активованого вугілля сполуки, подається в теплообмінник 11, де підігрівається до температури кипіння, і далі у ректифікаційну колону 4. Пара хлороформу через верхню частину колони потрапляє в конденсатор 3 і далі в ємкість 2, а потім знову на адсорбент, який регенерується. Отже за час регенерування адсорбент багато разів промивають чистим хлороформом. Органічні речовини, які вилучаються з води вугіллям, концентруються в кубовий рідині ректифікаційної колони. Кубова рідина після охолодження в охолоднику 9 надходить на вакуумну відгонку ізобутанолу.
Після вилучення органічних речовин з пор активованого вугілля хлороформом здійснюють відгонку (регенерацію) хлороформу водяною парою. Для цього в адсорбційну колону подають пару. Подавання пари припиняють, коли об’єм конденсату дорівнює 1% об’єму очищеної води. Після охолодження конденсат подають у відстійник-розподільник 7, де відбувається відділення хлороформного шару від водного. Хлороформний шар після підігрівання до температури кипіння надходить до ректифікаційної колони, а вода, що містить розчинений хлороформ, у допоміжний адсорбер 6, звідки відокремлений хлороформ утилізується в тій же системі регенерації вугілля, а вода-в колектор очищених стічних вод. Регенерування активованого вугілля в допоміжному адсорбенті здійснюють водяною парою.
Завдання
Розрахувати адсорбер та визначити об’єми подачі хлороформу та водяної пари.
Для розрахування адсорберу в табл.1 наведені слідуючі вихідні дані: витрата стічних вод Q
, швидкість фільтрування u, висота шару завантаження Н, питома вага Y і порозність активованого вугілля ρ, концентрація забруднюючих речовин С
.
При визначенні параметрів розчинника насамперед виходять з умов порозності вугілля Vn
і об’ємів, що знаходяться в трубопроводах V1
=0,8 м3
; в конденсаторі та теплообміннику V2
=1,1 м3
; в ректифікаційній колоні V3
; в ємкості для хлороформу V4
.
Загальна витрата водяної пари Пзаг
складається з витрати динамічної ї пари Пд
, та витрати нагрівної пари Пн
, тобто
Пзаг
=Пд
+Пн
Динамічна пара витрачається на десорбцію хлороформу з пор активованого вугілля.
Теплота нагрівної пари визначається із умов нагрівання всієї системи від 20 до 100°С, та складається з теплоти нагрівання адсорбенту QНС
і теплоти на компенсацію теплових втрат QВТ
у навколишнє середовище. Теплоємність активованого вугілля дорівнює 1,26 кДж/кг.град. Тепловміст водяної пари при 105°С і тиску 101325 Па q становить 2365 кДж/кг.
Рис.1. Схема очищення СВ та регенерування активованого вугілля
1 і 6 – адсорбери; 5, 10, 11 – теплообмінники;
2, 12 – ємності для хлороформу; 7 – відстійник-розподільник;
3, 8 – конденсатори; 9 – охолодник
4 – ректифікаційна колона;
Розв’язок
1. Визначаємо сумарну площу фільтрування
, м2
(м2
)
2. Враховуючи, що діаметри стандартних фільтрів знаходяться в межах від 3 до 4 м (з градацією через 0,2 м), встановлюємо кількість фільтрів
,
де f – площа стандартного фільтра, м³
при d=3,8 м м2
3. Визначаємо сумарний об’єм активованого вугілля в адсорберах
V=n·H·f, м2
V=4·2,4·11,335=108,82 (м2
)
4. Визначаємо масу завантаження n фільтрів у за формулою:
G=γ·V, т G=0,8·108,82=87,056 (т)
5. Так як адсорбуюча здатність 1т активованого вугілля ізобутанолу дорівнює 100кг, то увесь об’єм завантаження в n колонах може поглинути Р забруднюючих речовин
Р=100·G, кг P=100·87,056=8705,6 (кг)
6. Щодоби на адсорбційний блок надходять такі маси органічних речовин:
W=Q·C, кг W=3200·290=928 (кг)
7. Звідси час роботи блоку до регенерації становить:
, доб (доб)
8. Як зазначено вище, об'єм завантаження активованого вугілля в одному фільтрі дорівнює:
Vф
=H·f,м3
Vф
=2,4·11,335=27,204 (м3
)
9. Об'єм міжзернового простору дорівнює:
Vn
=Vф
·ρ,м3
Vn
=27,204·0,48=13,058 (м3
)
де ρ - порозность вугілля, %; ρ=48
10. Визначаємо мінімальний об'єм розчинника в системі, як
Vp
=Vn
+V1
+V2
+V3
+V4
Vp
=13,1+0,8+1,1+4,2+5,2=24,4
11. Об'єм розчинника, що надходить в адсорбційну колону дорівнює
Vpк
=Vn
+V1
Vpк
=13,1+0,8=13,9
12. Визначаємо витрату динамічної пари на всю кількість завантаження колони, виходячи з 0,8 кг пари на 1 кг вугілля
Пд
=0,8·γ·Vф,
т Пд
=0,8·0,8·27,204=17,41 (т)
13. Витрати теплоти на нагрівання сорбенту будуть дорівнювати:
Qнс=
γ·Vф
·(100-20)·1,26,кДж Qнс=
0,8·27,204·(100-20)·1,26=2193,4 (кДж)
14. Теплові втрати дорівнюють приблизно 15% від Qнс,
тобто
Qвт
=0,15Qнс
, кДж Qвт
=0,15·2193,4=329 (кДж)
15. Сумарна потреба тепла Qн
на нагрівання системи дорівнює:
Qн
=Qнс
+Qвт
Qн
=2193,4+329=2522,4 (кДж)
16. Витрату нагрітої пари визначаємо за відношенням:
Пн
= Qн
/g, кг Пн
= (кг)
17 Загальна витрата пари:
Пзаг
=Пд
+Пн
, кг Пзаг
=17,41+1,067=18,477 (кг)
Другие работы по теме:
Визначення економічної ефективності технологічного процесу
Метод визначення собівартості обробки партії заготовок. Співставлення собівартості варіантів технологічних процесів. Прямий розрахунок складових собівартості. Оцінка економічної ефективності варіанта за затратами. Економічна доцільність обертання коштів.
Аналіз імпеллерної флотаційної установки
Характеристика влаштування, зона обслуговування та шляхи застосування імпеллерної однокамерної флотаційної установки при очищенні стічних вод з великою концентрацією нерозчинених забруднень. Методика розрахунки необхідної кількості флотаційних камер.
Аналіз електрофлотаторів
Сутність електролізу на електродах. Склад та методика розрахунку установки електрофлотатора. Особливості обробки стічних вод нафтозаводів, целюлозно-паперових комбінатів, шкіряних заводів та м'ясокомбінатів. Аналіз об’єму електродної та флотаційної камер.
Анаеробне очищення стічних вод
Технологія анаеробного очищення, реалізація процесу в реакторах за моделями ідеального змішування або витіснення. Робота реактора проточного типу та використання спеціальних інертних носіїв. Поняття про стічні води, джерела їх утворення та забруднення.
Способи очищення стічних вод
Для того, щоб зберегти гідросферу нашої планети від остаточного забруднення і виснаження, необхідно перейти до раціонального використання водних ресурсів. Воно повинно базуватися на трьох основних принципах: суворій економії водовитрат; ефективному очищенні стічних вод; санітарній охороні поверхневих та підземних вод від забруднення та виснаження.
Токсикологічна характеристика забруднюючих речовин води
Забруднюючі речовини води: ацетон, нафта та нафтопродукти. Методи очистки промислових стічних вод: механічні і механо-хімічні; хімічні і фізико-хімічні; біохімічні. Розрахунок сумарних екологічних збитків за забруднення навколишнього середовища.
Проблеми флотації та їх вирішення
Способи та методика механічного очищення води, необхідні для цього інструменти та матеріали, оцінка ефективності даного різновиду очищення та розповсюдження. Сутність, види та схема флотації, основні переваги її використання, необхідність вдосконалення.
Розрахунок показників електричного кола
РОЗРАХУНОК ЛIНIЙН ЕЛЕКТРИЧН КОЛА СИМВОЛІЧНИМ МЕТОД В РЕЖИМІ СИНУСОЇДАЛЬНОГО СТРУМУ Змiст i порядок виконання завдання Задано схему електричного кола Рис. 1
Вибір схеми видачі потужності електростанції типу АЕС
Розподільні пристрої (РУ) підвищених напруг електричних станцій. Вибір генераторів і блокових трансформаторів, розподіл генераторів між РУ. Варіанти схем РУ всіх напруг, провідників. Визначення втрат електроенергії від потоків відмов елементів схем.
Засоби відображення інформації та принципи їх компонування
Інформація про стан керованого об’єкта поступає від засобів відображення інформації (ЗВІ), якими є різні прилади і які формують сенсорне поле на робочому місці. За функціями інформації ЗВІ поділяються на командні (цільові) і ситуаційні. Перші дають відомості про необхідні дії для досягнення мети, другі — інформацію щодо протікання технологічного процесу та описують наявну ситуацію.
Розробка автоматичного процесу деталі шатун
Зміст Вступ 1. Проектування металорізального інструменту 1.1 Призначення та область застосування інструменту 1.2 Повний конструкторський розрахунок з оформленням необхідних ескізів
Принципова схема пристрою
Принципова схема, точнісний, силовий розрахунок пристрою. Прямі та непрямі витрати на виробництво деталей, трудомісткість обслуговування обладнання. Повний конструкторський розрахунок параметрів КВІ(ІІ) та схеми розміщення полів допусків калібр-скоби.
Визначення параметрів пристроїв для очищення газу від пилу
Методи розрахунку циклона з дотичним підводом газу. Визначення діаметру вихлопної труби, шляху та часу руху частки пилу. Розрахунок середньої колової швидкості газу в циклоні. Висота циліндричної частини циклона. Розрахунок пилоосаджувальної камери.
Основи конструювання батарейного циклону
Особливості використання та влаштування батарейних циклонів, оцінка його аеродинамічного опору. Методика визначення загальної кількості батарейних елементів та довжини вихлопної трубки циклонного елементу. Аналіз руху газу в корпусі батарейного циклону.
Процес організації технологічного ланцюжка
Організація технологічного ланцюжка як комплекс заходів з узгодження і затвердження всіх питань, пов'язаних з його функціонуванням. Поняття повного циклу виробництва, сировини та кінцевого продукту. Мотивація всіх учасників технологічного ланцюжка.
Дослiдження цифрових iнтегральних мiкросхем
Принципи роботи основних логiчних функцiй цифрової технiки на прикладi базових елементiв серii К155. До найпростіших логічних елементів відносяться такі, як "АБО", "I-НЕ", "НЕ" а також їх комбінації. Основні принципі роботи цих елементів, їх схеми.
Методи підвищення надійності електронних апаратів (ЕА)
Вплив конструктивних рішень, вибору режимів роботи та матеріалів елементів електронних апаратів на підвищення надійності, впровадження мікроелектроніки. Узгодження конструкції пристроїв з можливостями технологічного процесу як основний параметр якості.
Розробка конструкції гібридної мікросхеми
Розробка конструкції інтегральної мікросхеми і технологічного напрямку її виробництва згідно із заданою принциповою електричною схемою. Вибір матеріалів і компонентів. Розрахунок і обґрунтування конструкцій плівкових елементів та розмірів плати.
Ознайомлення з програмним пакетом MicroSim PSPICE 8.0
Основні можливості програми автоматизованого проектування електронних схем MicroSim PSPICE. Дослідження АЧХ смугового фільтра і визначення квазірезонансної частоти. Розрахунок величини індуктивностей дроселів і ємності конденсатора для випрямляча.
Моделювання елементів і каналу системи збору даних
Моделювання електричної схеми на базі пакета Micro-Cap. Розробка схеми, яка забезпечувала б коефіцієнт посилення вхідного сигналу К=3, мала б два фільтра високих частот з частотою зрізу F=10Гц (ФНЧ ) та низьких частот (ФВЧ) з частотою зрізу F=10кГц.
Сутність і значення нормування праці
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ЄНАКІЄВСЬКИЙ ТЕХНІКУМ ЕКОНОМІКИ І МЕНЕДЖМЕНТУ ДОНЕЦЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО УНІВЕРСИТЕТУ Самостійна робота з предмету «Основи нормування і оплати праці»
Екологічні проблеми 9
Екологічні проблеми Поруч із вище перерахованими проблемами харчової промисловості важливе місце посідає екологічні проблеми. Ця проблема має дві сторони:
шпора по РПС
Формалізація – представлення простих для сприйняття або дослідження форми найзначніших індивідуальних рис об'єкту або явища, що вивчається. В просторових дослідженнях моделювання застосовується переважно в тих випадках, коли метою дослідження є з'ясування загальних закономірностей або детальне вивчення конкретного явища, процесу, що протікає в системі з певними просторовими або часовими властивостями.
Інформаційні технології в біології
Сучасний стан проблеми інформаційних технологій в молекулярній та клітинній біології. Приклади створення відповідних математичних і комп'ютерних моделей та програм: модель віртуальної клітини та гідролізу крохмалю. Моделювання очищення стічних вод.
Збережи те що любиш
Міністерство Освіти України Реферат на тему : Збережи те, що любиш.” Учиниці . ЗОШ І-ІІІ ______________ №____ Тернопіль 2002 р. Неконтрольоване зростання населення Землі, кількість якого вже пе- ревищила межу, дедалі більше забруднення атмосфери, гідросфера та літо- сфери, накопичення величезних об’ємів відходів людської діяльності при одночасному виснаженні майже всіх видів природних ресурсів призвели до розвитку глобальної екологічної кризи.
Питання до екзамену з фізики
ПИТАННЯ ДО ЕКЗАМЕНУ. Метод еквівалентного генератора. Метод вузлової напруги. Метод накладання при розрахунку лінійних кіл. Режими роботи, джерела живлення.
Предмет мета і зміст курсу Організація в-ва
Тема 1: Предмет, мета і зміст курсу “Організація виробництва” Лекція План. Суть і завдання організації виробництва. Предмет і зміст курсу. Суть і завдання організації виробництва.