zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế công nghệ sấy khí bằng oxit nhôm

Chia sẻ: Nguyễn Thành Chung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Báo xấu

119
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cơ sở hóa lí và công nghệ sấy khí từ đó lựa chọn chất hấp phụ và công nghệ phù hợp; tính toán cân bằng vật liệu, cân bằng năng lượng và tính toán thiết kế thiết bị chính là những nội dung chính mà "Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế công nghệ sấy khí bằng oxit nhôm" hướng đến trình bày.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế công nghệ sấy khí bằng oxit nhôm

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC BỘ MÔN HỮU CƠ - HOÁ DẦU ------------------------ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ SẤY KHÍ BẰNG OXIT NHÔM Giáo viên hướng dẫn : PGS. TS. NGUYỄN THỊ MINH HIỀN Sinh viên thực hiện : NGUYỄN ANH TUẤN Lớp : 02V - 01 - HOÁ DẦU Hà Nội - 2005
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN Um : Vận tốc khối lƣợng khí C : Hằng số. Dh : Đƣờng kính trung bình hạt chất hấp phụ. h : Khối lƣợng riêng trung bình của  = Al2O3. K : Khối lƣợng riêng của khí ở điều kiện làm việc. g : Gia tốc rơi tự do. P’r : Áp suất rút gọn. T’r : Nhiệt độ rút gọn. Z : Hệ số chịu nén. GH2O : Khối lƣợng nƣớc tách từ khí trong chu kỳ hấp phụ. n : Số chu kỳ. 1, 2 : Lƣợng ẩm trƣớc và sau khí sấy.  : Năng suất khí cần sấy. D : Đƣờng kính tháp hấp phụ. vP : Vận tốc tuyến tính. DP : Đƣờng kính trung bình của hạt  - Al2O3. g : Khối lƣợng riêng của khí.  : Thời gian của chu kỳ. q : Tải trọng riêng. lvh : Chiều dài vùng hấp phụ. ad : Dung lƣợng ẩm cân bằng động. 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN l1 : Chiều cao cần thiết của lớp hấp phụ động. P : Tổn thất khi khí chuyển động qua lớp hạt chất hấp phụ. f : Hệ số ma sát. dp : Đƣờng kính tƣơng đƣơng của hạt.  : Độ rỗng của hạt. ’ : Độ ẩm bão hoa của khí. Re : Chuẩn số Reynolds .  : Độ nhớt của cấu tử. G1 : Khối lƣợng chất hấp phụ. T4 : Nhiệt độ tái sinh. T1 : Nhiệt độ quá trình hấp phụ. Q1 : Nhiệt cần thiết để đun  - Al2O3. G2 : Khối lƣợng thiết bị và phụ tùng trực tiếp nối với các ống thiết bị. C2 : Nhiệt dung riêng của vật liệu kết cấu chế tạo thiết bị. Ht : Chiều cao của tháp. Q2 : Nhiệt cần thiết để đun nóng thiết bị. t : Khối lƣợng riêng của thép. Q3 : Nhiệt cần để đung nóng nƣớc đến nhiệt độ sôi. T2 : Nhiệt độ sôi của nƣớc. C1 : Nhiệt dung riêng của nƣớc. qH2O : Nhiệt bay hơi nƣớc. Q4 : Nhiệt cần để bay hơi nƣớc Q5 : Nhiệt cần để bay hơi các hydrocacbon đƣợc hấp phụ trong quá trình hấp phụ. 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Q : Tổng nhiệt lƣợng cần cung cấp cho quá trình tái sinh. Qm : Lƣợng nhiệt mất mát ra môi trƣờng. (Qr )H2O : Lƣợng nhiệt riêng cần để giải hấp một đơn vị khối lƣợng nƣớc hấp phụ. GK : Khối lƣợng khí đem tái sinh. Ck : Nhiệt dung riêng trung bình của hỗn hợp khí. Vts : Thể tích khí tái sinh.  - Al2O3 : Gama oxit nhôm BET : Thuyết hấp phụ Brunaner - Emmelt - Teller. DEG : Dietylen Glycol MEA : Mono Etanol Amin TEG : Tri Etylen Glycol LNG : Lique fied Nature Gases LPG : Lique fied Petroleum Gases. 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN MỞ ĐẦU Khí tự nhiên và khí đồng hành là những nguyên liệu rất có giá trị để sản xuất nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ hoá dầu cũng nhƣ dùng để sản xuất nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu dân dụng, công nghiệp, giao thông vận tải (nhƣ LNG, LPG).. Khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ lòng đất thƣờng bão hoà hơi nƣớc và hàm lƣợng hơi nƣớc phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, thành phần hoá học của khí. Ngoài các cấu tử chính là các hydrocacbon parafin chúng còn chứa các tạp chất nhƣ bụi, hơi nƣớc, khí trơ, CO2, H2S và các hợp chất hữu cơ chứa S nên trƣớc khi đƣa vào chế biến khí cần phải qua công đoạn chuẩn bị mà trong đó qúa trình tách hơi nƣớc là rất quan trọng. Do hơi nƣớc trong khí tự nhiên và khí đồng hành có thể bị ngƣng tụ trong các hệ thống công nghệ xử lý khí sau này, kết quả sẽ tạo các điều kiện hình thành các hydrat (các chất tinh thể rắn) dễ đóng cục chiếm các khoảng không trong các ống dẫn hay các thiết bị, phá vỡ điều kiện làm việc bình thƣờng đối với các dây chuyền khai thác, vận chuyển và chế biến khí. Ngoài ra sự có mặt của hơi nƣớc và các hợp chất chứa lƣu huỳnh sẽ làm tiền đề thúc đẩy sự ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ và thời gian sử dụng của các thiết bị, công trình vậy nên nghiên cứu về công nghệ sấy khí nhằm làm giảm hơi nƣớc đồng thời ngăn ngừa sự tạo thành hydrat trong khí tự nhiên và khí đồng hành là rất cần thiết. Trong công nghiệp có rất nhiều phƣơng pháp đƣợc dùng để hạ nhiệt độ điểm sƣơng và sấy khô khí tự nhiên cũng nhƣ khí đồng hành. Với đề tài “Tính toán thiết kế công nghệ sấy khí bằng oxit nhôm” em lựa chọn phƣơng pháp sấy hấp phụ với chất hấp phụ là  - Al2O3 vì -Al2O3 có cấu 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN trúc xốp, bề mặt riêng lớn, có các tâm axit, dễ tạo viên, độ bền cơ, bền nhiệt, chịu đƣợc nƣớc. Với yêu cầu là sấy khí đồng hành của mỏ Bạch Hổ thì phƣơng pháp này có thể đạt đƣợc điểm sƣơng thấp, điểm sƣơng của khí sau khi sấy bằng -Al2O3 có thể đạt tới -730C (hay -1000F) và độ giải ẩm cao trong khoảng rộng của các thông số kỹ thuật bên cạnh đó quá trình còn thuận tiện, kính tế và công nghệ dễ vận hành. Đề tài này đƣợc chia làm hai phần: Phần I: Tổng quan. Phần này trình cơ sở hoá lí và công nghệ sấy khí từ đó lựa chọn chất hấp phụ và công nghệ phù hợp. Phần II: Tính toán thiết kế công nghệ. Trong phần này bao gồm việc tính toán cân bằng vật liệu, cân bằng năng lƣợng và tính toán thiết kế thiết bị chính. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo PGS. TS. Nguyễn Thị Minh Hiền, Bộ môn Công nghệ Hữu cơ Hoá dầu Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ để đồ án này của em có thể hoàn thành đúng thời hạn. 5
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN PHẦN I TỔNG QUAN 6
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN CHƢƠNG I: CƠ SỞ HOÁ LÍ CỦA CÔNG NGHỆ SẤY KHÍ I.1. THÀNH PHẦN, ĐẶC TÍNH CỦA KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH. Khí tự nhiên và khí đồng hành bao gồm các hợp chất hydrocacbon và phi hydrocacbon. Những cấu tử cơ bản của khí tự nhiên và khí đồng hành là các hydrocacbon no, đó là các parafin thuộc dãy đồng đẳng của metan. Khí tự nhiên đƣợc khai thác từ các mỏ khí riêng biệt, trong khí này thành phần chủ yếu là khí metan (CH4) có thể chiếm 85  99%. Còn lại là các khí khác nhƣ etan ( C2H6), propan (C3H8) và rất ít butan (C4H10), cá biệt có thể có mỏ chứa CO2 tới 60% … Khí đồng hành là khí nằm lẫn trong dầu mỏ, đƣợc hình thành cùng với dầu, ta nhận đƣợc khi khai thác và chế biến dầu mỏ. Thành phần chủ yếu của khí đồng hành là khí metan có thể chiếm từ 73  77%, còn lại là các khí nặng nhƣ propan, butan, pentan… Ngoài thành phần chính là hydrocacbon, trong khí tựt nhiên và khí đồng hành còn chứa các hợp chất phi hydrocacbon khác nhƣ CO2, N2, H2S, H2, He… Số lƣợng và hàm lƣợng các cấu tử thay đổi trong những khoảng rộng. Bảng I.1. Thành phần hoá học trung bình của khí tự nhiên và khí đồng hành ở Việt Nam (% theo thể tích). Các cấu Khí đồng hành Khí tự nhiên tử Bạch Hổ Đại Hùng Rồng Lan Tây Tiền Hải CH4 76,82 77,45 76,54 88,5 87,6 C2H6 11,87 9,49 6,89 4,3 3,1 C3H8 5,98 3,38 8,25 2,4 1,2 C4H10 1,04 1,34 0,78 0,6 1,0 C5H12 0,32 0,48 0,50 1,4 0,8 N2 0,50 4,05 - 0,3 3,3 CO2 1,00 - - 1,9 3,0 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN H2S - - - 10,0 - I.2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỒNG HÀNH. I.2.1. Phƣơng trình trạng thái của các hydrocacbon. Các tính chất vật lí của khí tự nhiên và khí đồng hành phụ thuộc vào các thông số của hỗn hợp và thành phần hoá học của nó. Để xác định tính chất nhiệt động của các chất và hỗn hợp của chúng cũng nhƣ entanpi, entropi, tỷ trọng, fugat; ngƣời ta sử dụng phƣơng trình trạng thái xác định quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất và thể tích của hệ. Tính chất nhiệt độ của khí tự nhiên, khí đồng hành và các cấu tử của chúng rất khác với tính chất của khí lý tƣởng, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp và áp suất cao. Vì vậy không thể sử dụng phƣơng trình trạng thái khí lý tƣởng để xác định các tính chất của chúng mà ta phải dùng các phƣơng pháp trạng thái mô tả hệ khí thực nhƣ: - Phƣơng trình Vander Waals - Phƣơng trình Benedict - Webb - Rubin (BWR). - Phƣơng trình Redlich - Kwong (RK). - Phƣơng trình Peng - Robinson (PR). I.2.2. Cân bằng pha của hệ các hydrocacbon. Hằng số cần bằng K là đại lƣợng đặc trƣng cho sự phân bố của các cấu tử giữa các pha ở điều kiện cân bằng và nó đƣợc xác định bằng phƣơng trình. Ki = yi/xi (I.1) Trong đó: yi - phần mol của cấu tử i trong pha hơi; xi - phần mol của cấu tử i trong pha lỏng. 8
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Với hệ khí lý tƣởng, K đƣợc xác định theo phƣơng trình sau: Ki = Pi/P (I.2) Trong đó: Pi - áp suất hơi bão hoà của cấu tử i ở nhiệt độ T của hệ. P - áp suất chung toàn hệ ở nhiệt độ T. Với hệ khí thực, K đƣợc xác định bằng phƣơng pháp giải tích và phƣơng pháp giản đồ. Tuy nhiên, điều kiện cân bằng pha cơ bản của hệ là nhiệt độ, áp suất và thế hoá học của mỗi cấu tử phải bằng nhau ở pha khí và pha lỏng. I.3. TÍNH CHẤT CỦA HỆ HYDROCACBON VÀ NƢỚC. I.3.1. Hàm ẩm của khí. Khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ các mỏ dƣới lòng đất luôn bão hoà hơi nƣớc. Hàm lƣợng hơi nƣớc có trong hỗn hợp khí phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần khí. Tại mỗi giá trị áp suất và nhiệt độ có thể xác định đƣợc hàm lƣợng ẩm tối đa của khí. Hàm lƣợng ẩm cân bằng hay còn gọi là độ ẩm cân bằng. Khi biểu diễn hàm lƣợng hơi nƣớc có trong khí, ngƣời ta sử dụng hai khái niệm: độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tƣơng đối. Độ ẩm tuyệt đối là lƣợng hơi nƣớc có trong một đơn vị thể tích hoặc một đơn vị khối lƣợng khí (đƣợc biểu diễn bằng g/m3 khí hoặc g/kg khí). Độ ẩm tƣơng đối là tỷ số giữa khối lƣợng hơi nƣớc có trong khí và khối lƣợng hơi nƣớc tối đa có thể có trong khí ở điều kiện bão hoà (đƣợc biểu diễn theo phần trăm hoặc phần đơn vị). Nếu giảm nhiệt độ khí bão hoà hơi nƣớc còn áp suất không đổi thì một phần hơi nƣớc bị ngƣng tụ. Nhiệt độ tại đó hơi nƣớc có trong khí bắt đầu ngƣng tụ đƣợc gọi là điểm sƣơng của khí ẩm tại áp suất đã cho. 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Hàm ẩm của khí phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗn hợp khí. Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp xác định hàm ẩm của khí, mà phổ biến hơn cả là các phƣơng pháp sau đây: - Sử dụng quan hệ giữa áp suất riêng phần và thành phần lỏng hơi. - Sử dụng các đƣờng cong thực nghiệm phụ thuộc của hàm ẩm vào nhiệt độ và áp suất. - Hiệu chỉnh các đƣờng cong trên khi có mặt của CO2, H2S, N2. - Sử dụng phƣơng trình trạng thái P - V - T. I.3.2. Ảnh hƣởng của nitơ và các hydrocacbon nặng đến hàm ẩm của khí. Nhƣ ta biết, nitơ giữ nƣớc kém hơn metan. ë áp suất 7,0 MPa, hàm ẩm của nitơ nhỏ hơn hàm ẩm của metan 6  9%. Chênh lệch này sẽ tăng khi áp suất tăng. Ngƣợc lại, sự có mặt của các hydrocacbon nặng lại làm tăng hàm ẩm của khí và sự chênh lệch này cũng phụ thuộc vào áp suất của hệ, ở áp suất tiêu chuẩn sự chênh lệch này là nhỏ. Ảnh hƣởng của nitơ và các hydrocacbon nặng là nhƣ nhau trong nhiều hỗn hợp khí. I.3.3. Hàm ẩm cân bằng của hydrat. Trên hình (H.1) và hình (H.2) biểu diễn các đƣờng cong phụ thuộc của nhiệt độ điểm sƣơng vào hàm ẩm ở các áp suất khác nhau của hệ dựa trên cơ sở coi nƣớc ngƣng tụ là pha lỏng. Tuy nhiên ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tạo hydrat của khí, pha "ngƣng tụ" không phải là pha lỏng mà là pha rắn đƣợc gọi là hydrat. Trạng thái chuyển tiếp từ lỏng thành hydrat gọi là trạng thái lỏng chƣa ổn định "metastable". Đƣờng hàm ẩm cân bằng của khí - hydrat sẽ nằm phía dƣới đƣờng cân bằng khí - metastable (hình H.3). 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN 11
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Hình H.2: Hàm lƣợng ẩm của khí tự nhiên khô ngọt 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Trên hình (H.3) biểu diễn hàm ẩm của hỗn hợp khí chứa 94,69%CH4 và 5,31% C3H8. Sự hình thành hydrat phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Thành phần hỗn hợp khí, sự có mặt của các chất tạo mầm, nhiệt độ, áp suất, mức độ khuấy trộn… Do hàm ẩm của khí phụ thuộc rất nhiều vào thành phần hỗn hợp khí, các số liệu đƣa ra trên hình (H.3) chỉ là minh hoạ nên không thể ngoại suy cho các hỗn hợp khí có thành phần khác. 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN I.3.4. Sự tạo thành hydrat. I.3.4.1. Cấu trúc tinh thể hydrat. Nƣớc có trong hỗn hợp khí luôn luôn tạo thành hydrat với các cấu tử có trong thành phần hỗn hợp khí. Các hydrat này có cấu trúc tinh thể và về bản chất là các dung dịch rắn, còn dung môi là các phần tử nƣớc liên kết với nhau bằng liên kết hydro. Các phần tử hydro cacbon nhẹ (metan, etan, propan, butan) thâm nhập vào mạng lƣới này tạo thành mạng tinh thể hydrat bền vững. Về cấu trúc các tinh thể hydrat có hai loại ô mạng cơ sở đƣợc mô tả ở hình (H.4). Hình H.4: Ô mạng cơ sở của tinh thể hydrat Các chấm tròn chỉ các phân tử nƣớc, các đoạn thẳng chỉ liên kết hydro. Bằng phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen đã cho thấy cấu trúc tinh thể hydrat có dạng 12 mặt, mỗi mặt là hình 5 cạnh. Cấu trúc này có thể biến đổi thành các 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN dạng 14 mặt (14-hedron nhƣ hình vẽ mô tả cấu trúc I) và 16 mặt (16-hedron nhƣ hình vẽ mô tả cấu trúc II). Dạng cấu trúc I có hằng số mạnh là 12A0, chứa 46 phần tử nƣớc sắp xếp hình thành 8 lỗ trống, trong đó có 2 lỗ trống ở dạng 12 mặt, 6 lỗ trống còn lại có dạng 14 mặt. Các phần tử metan có thể chui vào bất kỳ lỗ trống nào, trong khi các phần tử etan chỉ có thể chui vào các lỗ trống lớn. Nhƣng cũng có một vài ô mạng không bị các phân tử hydro cacbon có cấu trúc phân tử cồng kềnh hơn nhƣ propan và butan không thể chui vào các lỗ trống thuộc loại cấu trúc I này. Dạng ô mạng tinh thể cấu trúc II, 16 mặt và có hằng số mạng là 17A0. Ô mạng cơ sở chứa 136 phân tử nƣớc với cấu trúc trục chứa 16 lỗ tống nhỏ dạng 12 mặt và 8 lỗ trống lớn dạng 12 mặt (có 4 mặt 6 cạnh và 12 mặt 5 cạnh). Dạng cấu trúc này có thể bẫy đƣợc các phân tử lớn nhƣ propan, n-butan, izo-butan. Ngoài yếu tố kích thƣớc phân tử, yếu tố thứ hai có ảnh hƣởng đến sự hình thành hydrat là tính hoà tan trong nƣớc của các hydro cacbon. Sự có mặt của các tạp chất nhƣ H2S, CO2, N2 có ảnh hƣởng đáng kể đến sự tạo thành hydrat. Sự tạo thành hydrat còn phụ thuộc các dạng năng lƣợng nhƣ lực hút, lực đẩy, lực quay, lực liên kết ở trạng thái cân bằng. Khi một tinh thể hydrat đƣợc hình thành thì cấu trúc liên kết hydro sẽ không bị phá vỡ cho đến khi mất cân bằng lực liên kết hydro bị giảm đi và liên kết đó bị bẻ gãy. Ngƣời ta đã xác định đƣợc một số tinh thể hydrat điển hình: CH4. 5,9H2O; C2H6. 8,2H2O; H2S . 6,1 H2O; CO2 . 6 H2O ; N2. 6 H2O; C3H8 . 17 H2O; izo - C4H10. 17 H2O; n-C4H10 có thể tạo hydrat nhƣng không bền và dễ bị phân huỷ. Tất cả các parafin lớn hơn butan không tạo thành hydrat. 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Hỗn hợp khí tự nhiên dễ tạo thành hydrat hơn các cấu tử tinh khiết vì có khả năng bị bẫy trong cả ba dạng lỗ trống kể trên do đó mạng lƣới tinh thể hydrat ổn định hơn. Nhƣ vậy, hỗn hợp các phân tử có kích thƣớc khác nhau thuận lợi cho sự hình thành hydrat. Các tinh thể hydrat riêng biệt tạo thành trong nƣớc ở trạng thái lỏng. Chỉ trong điều kiện pha lỏng mới có đủ nồng độ và mức năng lƣợng cần thiết để tạo thành liên kết hydro. Những tinh thể hydrat này rất nhỏ nhƣng chúng có thể phát triển lên thành những tinh thể lớn hơn. I.3.4.2. Cân bằng quá trình tạo hydrat. Trên hình (H.5) là các đƣờng cong đặc trƣng của quá trình tạo hydrat của các cấu tử khí tự nhiên, nó cho biết điều kiện hình thành tạo hydrat. Miền phía dƣới và bên phải các đƣờng này không tạo thành các hydrat. Ở giá trị nhiệt độ nào đấy đƣờng cân bằng trở thành thẳng đứng, giá trị nhiệt độ có đƣợc gọi là nhiệt độ cực đại của quá trình tạo hydrat của các cấu tử đó. Trên hình (H.6) ta xét điều kiện tạo hydrat của propan ở T0 < 00C (320F): tồn tại cả hai dạng nƣớc đá và hydrat ở phía trên đƣờng cong cân bằng, còn ở phía dƣới đƣờng cong chỉ có nƣớc đá và hơi. Ở T0 > 00C (320F): hydrat ở pha rắn, chỉ có bên trái đƣờng cân bằng tạo hydrat. Nhiệt độ tại ranh giới giữa hai miền là nhiệt độ cực đại tạo hydrat của cấu tử tinh khiết (propan). I.3.4.3. Nhận xét. Do hơi nƣớc trong khí tự nhiên và khí đồng hành có thể tạo các hydrat, cản trở quá trình vận hành của các thiết bị trong quá trình chế biến khí ( nhƣ bơm, quạt, máy nén…) . Để hạn chế tác hại của hiện tƣợng này khí cần đƣợc dehydrat bằng cách hạ nhiệt độ điểm sƣơng của hỗn hợp khí hoặc dùng các phƣơng pháp hấp thụ và hấp phụ để sấy khô khí. 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Hình H.5: Điều kiện tạo hydrat của các cấu tử trong khí tự nhiên 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN Hình H.6: Điều kiện tạo hydrat của propan I.4. QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ. I.4.1. Khái niệm chung về hấp phụ Quá trình hấp phụ là quá trình hút khí hay hơi, hay chất lỏng bằng một bề mặt rắn xốp vật chất sẽ chuyền từ pha khí hay hơi sang pha rắn. Chất bị hút gọi là chất bị hấp phụ, chất rắn xốp gọi là chất hấp phụ. Trong hấp phụ ngƣời ta lại phân chia ra các quá trình nhƣ hấp phụ trao đổi ion, hấp phụ hoá học và hấp phụ vật lí. Hấp phụ trao đổi ion: là hấp phụ có cực có kèm theo sự trao đổi ion giữa chất hấp phụ và dung dịch. Hấp phụ hoá học: là quá trình hấp phụ có kèm theo phản ứng hoá học giữa các chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Hấp phụ vật lí: là quá trình hấp phụ không kèm theo phản ứng hoá học. Trong hấp phụ vật lí thì lực hấp phụ là lực Vander Waals và nó là một quá trình thuận nghịch hoàn toàn. Trong thực tế, các loại hấp phụ có thể xảy ra đồng thời và tuỳ theo điều kiện thực hiện quá trình mà hấp phụ loại này có thể chiếm ƣu thế hơn loại kia. I.4.2. Chất hấp phụ. I.4.2.1. Đặc chưng của chất hấp phụ. Chất hấp phụ là những chất vật liệu rắn dạng hạt có cấu trúc xốp và diện tích bề mặt riêng lớn. Đặc trƣng cơ bản của chất hấp phụ là hoạt độ (hoạt độ tĩnh và hoạt độ động). Chất hấp phụ đƣợc chia làm ba loại: Loại I: Chất hấp phụ có mao quản rất nhỏ, kích thƣớc của mao quản có thể gần bằng kích thƣớc phân tử của chất bị hấp phụ (microposity) nhƣ 18
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SV: NGUYỄN ANH TUẤN các zeolit, than hoạt tính, vật liệu khoáng sét và nhiều chất ma xúc tác… đƣờng kính mao quản là d < 2nm. Loại II: Chất hấp phụ có mao quản trung bình (mesoporosity) có đƣờng kính mao quản trong khoảng 2nm < d < 50nm. Loại III: Chất hấp phụ có mao quản lớn (macroposity) đƣờng kính mao quản là d > 50nm Trong công nghiệp sấy khí ngƣời tta thƣờng dùng các chất hấp phụ là than hoạt tính, Silicagen, oxyt nhôm, zeolit. Các đại lƣợng đặc trƣng của chúng (Xem ở bảng I.2). Bảng I.2. Các đại lượng đặc trưng của các chất hấp phụ. Oxit Boxit Zeolit 4A Đại lƣợng đặc trƣng Silicagel nhôm hoạt tính và 5A hoạt tính Khối lƣợng riêng, g/cm3 - Khối lƣợng riêng thực 2,12,2 3,25 3,4 - - Khối lƣợng riêng đổ 0,610,72 0,80,86 0,80,83 0,690,72 - Khối lƣợng riêng biểu kiến 1,2 1,6 1,62,0 1,1 Nhiệt dung, Kcal/kg.độ 0,22 0,24 0,24 0,2 Hàm lƣợng nƣớc, % trọng 4,57 7,0 46 Thay đổi lƣợng Nhiệt độ tái sinh, 0C 121232 177315 >177 150350 Khả năng hấp phụ hơi nƣớc, 79 47 46 912 kg nƣớc/ 100kg chất hấp phụ I.4.2.2. Ôxit nhôm và  - Al2O3 a. Ôxit nhôm. 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học

207 tài liệu

1470 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.