Адсорбционная доосушка воздуха

В соответствии с заданием воздух в количестве Q_ад = 100 м³/мин должен досушиваться до температуры точки росы t_ад = -50 °С. Такие параметры достигаются в серийной адсорбционной установке осушки воздуха УОВ-100. Это моноблочный двухкорпусный агрегат с одним электронагревателем воздуха для регенерации (см. рис. 1).

Основные показатели УОВ-100 [4] (см. табл. 22 приложения):

расход осушаемого воздуха Qад = 100 м / мин;

масса загружаемого адсорбента Gад = 2240 кг;

расход воздуха на регенерацию Qрег = 0,25 м /с;

мощность электронагревателя воздуха Nэ.в. = 87…90 кВт.

В качестве адсорбента выбран силикагель марки КСМ. Его динамическая влагоёмкость ( при t = 20°С) составляет 25%, а расчетная-12% от массы адсорбента (см. табл. 23 приложения). Он обеспечивает остаточное влагосодержание воздуха dост =0,011 г/кг, что соответствует tтр =-52°С.

Рабочая влагоёмкость всей массы адсорбента установки составляет:

Wад= Gад∙0,12= 2240∙0,12= 560 кг.

В соответствии со схемой КС (см. рис.2) воздух для доосушки поступает с параметрами насыщения, то есть с температурой t3=5°С, давлением Р3= 0,732 МПА и влагосодержанием d3= 0,75 г/кг.

Количество влаги, поглощаемой адсорбентом из поступающего на осушку воздуха WПОГ:

WПОГ= ∙(d3- dост)= 7758∙((0,75-0,011)/1000)= 5,037 кг/ч,

где - массовый расход воздуха через адсорбер, кг/ч, определяется как

= Qад∙ρвк∙60= 100∙1,136∙60= 6816 кг/ч.

Время работы одного корпуса адсорбера до насыщения находящегося в нем адсорбента составит:

что составляет = 4,6 суток.

Таким образом, регенерация аппарата производится 1 раз через 4,6 суток непрерывной работы блоки сушки.

Заключение.

Разработан источник сжатого воздуха для производственных нужд, с рабочей производительностью Qраб = 500 м /мин при давлении нагнетания Ркс 0,9 МПА и температурой воздуха в коллекторе КС tкс= 45°С.

Принято для установки на КС 5 рабочих и 1 резервная поршневых компрессорных машин типа 4ВМ10- 100/8.

Разработанная система осушки состоит из холодильной машины ХМ- АУ 45/4, регенеративного теплообменника с поверхностью теплообмена Fрто=174 м и охладителя- осушителя с поверхностью теплообмена Fоов= 81 м для каждого воздушного компрессора.

Влагосодержание подаваемого потребителю воздуха составляет dп= 0,75 г/кг.

В качестве ХА принят хладон R22 и в качестве ХН- водный раствор этиленгликоля с концентрацией ζ= 23,6%.

Для доосушки 100 м /мин воздуха до tтр=-50°С выбрана серийная адсорбционная установка УОВ- 100, позволяющая осушать 100 м в минуту до «точки росы»-52°С.

В качестве адсорбента использован силикагель марки КСМ в количестве 2400 кг.

Расчетом установлены диаметры трубопроводов:

нагнетательного КУ- 194Х7 мм;

магистрального воздуховода- 377 Х 9 мм.

В качестве водоохладительного устройства принята вентиляторная 3- секционная градирня типа «Водоканалпроект» с пленочным оросительным устройством сечением 16 м (4 Х 4) каждая и вентиляторами 1ВГ-25.

Для циркуляции оборотной воды выбраны два рабочих и два резервных насоса типа Д200- 36 с n= 1450 об/ мин.

Для циркуляции ХН установлено по одному рабочему и по одному резервному насосу 1,5К- 6 в каждой осушительной системе.

Расчетный эксергетический КПД компрессорной станции составляет ŋ =56,4%.

Удельный расход электрической энергии на производство сжатого воздуха составляет Эу= 88,02 кВтч/(1000 м ).

Удельный расход охлаждающей воды gw=11,7 л/ м .

11. ПРИМЕР РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ВОЗДУХОСНАБЖЕНИЯ ОТ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ С ТУРБОКОМПРЕССОРАМИ

(ПО ВАРИАНТУ 3).

Расчетные параметры окружающей среды и предварительные показатели системы охлаждения принимаются такими же, как и в расчете станции с ПКУ.

Считаем неизменной и характеристику воздушной магистрали, что позволяет использовать результаты уже проделанного гидравлического расчета воздухопровода и системы осушки воздуха.

11.1.Тепловой (термодинамический) расчет турбокомпрессорной установки 32ВЦ-100/9.

Расчетная схема 4- секционного ЕК 32 ВЦ- 100/9 приведена на рис. 10, расчетные параметры- в табл. 10 приложения. Принимаем дополнительные данные к расчету:

потери давления на линии всасывания Рвс=1000 Па;

коэффициенты, учитывающие потери давления в промежуточных и концевом охладителях воздуха σ`= σ``= σ```= σ````=0,975;

недоохлаждение воздуха до температуры воды в промежуточных охладителях ΔТохл=10К;

адиабатные (изоэнтропные) КПД ступеней сжатия ТКУ ŋад= 0,8;

электромеханический КПД привода ТКУ ŋэм= 0,96.

Определяются:

1)значение давления на всасывании и нагнетании компрессора:

Р`вк=Ра-ΔРвс = 0,099-0,001= 0,098 МПа;

Рку= Р1=0,76 МПа;

2)степени повышения давления в секциях ТК:

ε`= ε``= ε```= ε`` ``= = ;

3)давление воздуха между ступенями сжатия:

4)значения температур воздуха на входе в секции сжатия:

5)удельные работы сжатия воздуха по секциям:

а)в первой секции

б)во второй, третьей и четвертой секциях:

Здесь к=1,4- показатель адиабаты для воздуха; R=0,287 кДж/(кг К)-газовая постоянная воздуха;

6)значения температур воздуха на выходе из секции сжатия:

Здесь =1,02 кДж/(кг К)- средняя изобарная теплоёмкость воздуха в процессах сжатия .

7)массовая производительность компрессора в рассчитываемых условиях G :

где Q =100 м /мин – объёмная производительность компрессора;

- плотность воздуха на всасывании, кг/м , определяемая по формуле:

Здесь ρо=1.293 кг/м³; То=273 К; Ро=0,1013 МПа – параметры воздуха, соответствующие стандартным атмосферным условиям.

8) электрическая мощность, потребляемая приводом компрессора Nк:

Nк =Gк*lk /ηэм=1,894*255,3/0,96=503,7 кВт,

где lк= l'к +l"к +l'''к+l""к=266 кДж/кг-суммарная удельная работа сжатия компрессора.