Расчет абсорбера

Наибольшее распространение для очистки отходящих газов от токсичных примесей получили абсорбционные методы. Процессы абсорбции проводят в поверхностных, пленочных, насадочных, тарельчатых и распыливающих абсорберах.

Схема насадочного абсорбера приведена ниже.

 

 

 

1 – корпус;

2 – насадка

L – массовый расход жидкости;

G – массовый расход газа;

Хв, Хн - начальная и конечная концентрации примеси в жидкости на верху и в низу абсорбера;

Yв, Yн - начальная и конечная концентрации примеси в газе на верху и в низу абсорбера

 

Рис. Схема насадочного абсорбера

 

            Расчет диаметра и высоты насадочного абсорбера проводится в следующей последовательности.

Определяем количество поглощаемого ацетона М, кмоль/ч:

, (1)

 

где Q – расход воздуха, м3/ч ;

ун – начальная концентрация ацетона в воздухе, доли ед.;

сп – степень поглощения, доли ед.

 

Начальная концентрация ацетона в воде, подаваемой на верх абсорбера, Хв = 0.

Конечная концентрация ацетона в воде, вытекающей внизу из абсорбера Хн, кмоль ацетона/кмоль воды:

 

 , (2)

 

где Мв – мольная масса воды;

Мв = 18;

L – расход воды, кг/ч.

 

            Начальная концентрация ацетона в воздухе внизу при входе в абсорбер Yн, кмоль ацетона/кмоль воздуха:

 .            (3)

            Конечная концентрация ацетона в воздухе, выходящем из абсорбера Yв, кмоль ацетона/кмоль воздуха:

 .  (4)

Находим движущую силу абсорбции в низу абсорбера ΔYн, кмоль ацетона/кмоль воздуха:

 ΔYн = YнYн* ,           (5)

            Значение Yн* находим по уравнению равновесной линии для Хн, соответствующего низу абсорбера:

 Yн* = 1,68 Хн,            (6)

            Движущая сила абсорбции на верху абсорбера ΔYв, кмоль ацетона/кмоль воздуха:

 ΔYв = YвYв* ,            (7)

            Средняя движущая сила ΔYср, кмоль ацетона/кмоль воздуха:

             .           (8)

            Требуемую поверхность массопередачи F, м2, находим по уравнению:

 ,        (9)

где Ку – коэффициент массопередачи.

            Объем V, м3, слоя керамических колец, необходимый для создания найденной поверхности, при коэффициенте смоченности насадки ψ = 1 равен:

 ,          (10)

где σ – удельная поверхность насадки, σ = 204 м23 .

            Определим фиктивную скорость газа ωз в точке захлебывания (инверсии) из уравнения :

, (11)

 

 

где g – ускорение свободного падения,

g = 9,8 м/с2;

Vсв – свободный объем насадки,

Vсв = 0,74 м33 [1];

ρг и ρж – плотности газа и жидкости, кг/м3 ;

ρж = 1000 кг/м3;

μж – динамический коэффициент вязкости жидкости,

μж = 1 мПа∙с;

L и G – массовые расходы жидкости и газа, кг/с;

А = 0,022 для насадки из колец или спиралей.

 

            Плотность газа ρг равна:

 

, (12)

 

где ρо – плотность воздуха при нормальных условиях, ρо = 1,293 кг/м3;

Т – средняя температура в абсорбере, Т = 293 К;

То = 273 К.

 

            Массовый расход газа G равен:

 G = Q ρо ,    (13)

где Q расход воздуха, м3/ч.

Рабочая (фиктивная) скорость газа ω для абсорберов, работающих в пленочном режиме:

 ω = (0,75 - 0,9) ωз .   (14)

 

            Примем          ω = 0,75 ωз .

Площадь поперечного сечения абсорбера S, м2:

  .        (15)

Найдем диаметр корпуса абсорбера D, м2:

 .    (16)

Требуемая высота насадки Нн:

             (17)

 

 


Купон, промокод SendPulse на 500 рублей при регистрации
Купон, промокод SendPulse на 500 рублей при регистрации


iTunes Gift Card (Россия) 7500 рублей + Подарок каждому
iTunes Gift Card (Россия) 7500 рублей + Подарок каждому


5000 рублей iTunes Gift Card RUS | Карта оплаты айтюнс
5000 рублей iTunes Gift Card RUS | Карта оплаты айтюнс