Расчет высоты насадки из основного уравнения массопередачи

Согласно основному уравнению массопередачи

,

отсюда

.

Учитывая, что площадь поверхности контакта фаз насадки в аппарате

,

высоту насадки определяют как

.

Это уравнение применяется, если линия равновесия представляет собой прямую линию.

Движущая сила может быть выражена в любых единицах, применяемых для выражения состава фаз. При этом единицы измерения коэффициентов массопередачи и массоотдачи определяются единицами для выражения движущей силы. Единицы измерения К и связь между ними приведены в [2; 5].

При выражении движущей силы через концентрации в жидкой фазе

,

в газовой фазе

Коэффициент массопередачи К_х, отнесенный к концентрации жидкости:

.

Коэффициент массопередачи К_у, отнесенный к концентрации газа:

.

Связь между коэффициентами К_х и К_у выражается соотношением

,

где m – коэффициент Генри, численно равный тангенсу угла наклона равновесной кривой.

Расчет коэффициентов массоотдачи.

В жидкой фазе коэффициент массоотдачи β_x определяется из уравнения

,

откуда

,

где D_x – коэффициент диффузии компонента в жидкой фазе, м²/с.

Диффузионный критерий Нуссельта в жидкой фазе находят по уравнению

.

Подставив значение из уравнения в уравнение , получим:

.

Здесь D_x - коэффициент диффузии компонента в жидкой фазе, м²/с; - приведенная толщина стекающей пленки жидкости, м; - модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленке жидкости; - коэффициенты [2].

Формулы для перевода коэффициента массоотдачи в другую форму приведены в [2].

В газовой фазе коэффициент массоотдачи определяется из уравнения

,

откуда

.

Диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы находят по уравнению

.

Подставив значение в формулу (8.61), получим:

,

где − критерий Рейнольдса для газовой фазы; − скорость газа, м/с; C, m – коэффициенты [2].

Для колонн с неупорядоченной насадкой (кольца Рашига мм и 50 мм, кольца Паля) С =0,407; m =0,655 при .

Для регулярных насадок ; m = 0,74 при и . Здесь l – высота насадочного тела; d_э – эквивалентный диаметр насадки, м.

Если известен объемный коэффициент массопередачи , то высоту насадки находят по формуле

,

где – объемный коэффициент массопередачи, ; S – площадь поперечного сечения абсорбера, м².

Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе:

.

Объемный коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

.

Так как коэффициенты массоотдачи и выражены в различных единицах выполним пересчет константы фазового равновесия m в уравнении :

.

Значения константы m_px приведены в справочной литературе. Массовые скорости газа в жидкости определяются по формулам

; .

Связь между объемным и поверхностным коэффициентами массопередачи

,

где ( при ).

Поиск по сайту: