абсорбция 14 вариант. 1. 1Теоретические основы абсорбции 3

• Название: 1. 1Теоретические основы абсорбции 3
• Дата: 22.05.2023
• Размер: 0.72 Mb.
• Имя файла: абсорбция 14 вариант.docx
• Тип: Реферат; #1150779
• страница: 7 из 11

3.4 Определение высоты абсорбера

Высоту насадки H, м, в аппарате обычно определяют через высоту единицы переноса и количество единиц переноса:
, (3.22)
где h_0y– высота единицы переноса по газовой фазе, м; n_oy– количество единиц переноса

Высоту единицы переноса можно определить через коэффициент массопередачи по газовой фазе K_y, /4, стр. 392/:
, (3.23)
где S – поперечное сечение абсорбера, м²;  – относительная поверхность насадки, ;  – коэффициент смачиваемости насадки.
, (3.24)
где _y и _x – коэффициент массоотдачи по газовой и жидкой фазах соответственно, ; m – коэффициент распределения вещества по фазам.

Для колонн с неупорядоченной насадкой коэффициент массоотдачи _y можно рассчитать из уравнения /3, стр. 199/
, (3.25)
где диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы /3, стр. 199/
, (3.26)
где D_y – средний коэффициент диффузии углекислого газа в газовой фазе, ; d_э – эквивалентный диаметр насадки, м; Re – критерий Рейнольдса; Pr – критерий Прандтля.

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке (d_э=0,022 м) /3, стр. 199/
. (3.27)


Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы, при этом коэффициент диффузии углекислого газа в воздухе при температуре абсорбции 18 С, и давлении 2,410⁶ Па равен D_y= 5,910^-7 /4/
(3.28)


Подставляем полученные критерии Рейнольдса и Прандтля в уравнение (3.25)

Находим коэффициент массоотдачи _y из уравнения (3.27)
.
Выразим коэффициент массоотдачи _y в выбранной для расчета размерности
. (3.29)



Коэффициент массоотдачи _x в жидкой фазе находят из обобщенного уравнения /3, стр. 200/
, (3.30)
где диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы /3, стр. 200/
, (3.31)
где _пр – приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м.

Приведенная толщина стекающей пленки жидкости может быть найдена из уравнения
(3.32)


Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости
, (3.33)
где U – плотность орошения, .


Диффузионный критерий Прандтля для жидкости, при этом коэффициент диффузии двуокиси углерода в воде при температуре абсорбции 18 С, и давлении 2,410⁶ Па равен D_x=1,72810^-9 /4/
(2.34)


Подставляем полученные критерии Рейнольдса и Прандтля в уравнение (3.28)

Находим коэффициент массоотдачи _x из уравнения (3.31)

Выразим коэффициент массоотдачи _x в выбранной для расчета размерности по формуле (3.29)

Значение m можно найти графически, оно равно среднему значению тангенса угла наклона линии равновесия на X–Y– диаграмме. Линия равновесия изображена на рис. 3.1 коэффициент распределения вещества по фазам m= 61,65.

Коэффициент массопередачи по газовой фазе K_y вычислим по формуле (3.24)

Поперечное сечение абсорбера рассчитаем по формуле
. (3.35)


Коэффициент смачиваемости насадки  при орошении колонны водой можно определить из следующего эмпирического уравнения /6, стр. 369/
, (3.36)
где A=1,02, b=0,16, p=0,4 для колец внавал.

Высоту единицы переноса определяем согласно уравнению (3.23)

Высоту насадки H, м, в аппарате определяем по уравнению (3.22), количество единиц переноса было определено ранее в пункте 3.2.4, оно равно 2,3.


Принимаем высоту насадки равной 4 м.

Общую высоту абсорбционной колонны определяют с учетом требований /5/, добавляя к высоте насадочной части (4 м) высоту кубовой (2,8 м) и сепарационной (1,6 м) частей, разрывов для установки перераспределительных тарелок (1,425 м и 0,5 м), высоту опоры (2 м), высота днища и крышки аппарата (0,6 м).