Определение высоты насадочной колонны

Высота насадочной колонны определяется по уравнению . Принимаем расстояние от слоя насадки до крышки абсорбера м, расстояние от насадки до днища абсорбера 2,7 м.

Высоту слоя насадки определяем, исходя из основного уравнения массопередачи .

Движущая сила внизу абсорбера на входе газа

кг/кг воздуха,

вверху абсорбера на выходе газа

кг/кг врздуха.

Так как отношение , среднюю движущую силу определим по формуле :

кг/кг воздуха.

Коэффициент массопередачи определяется по формуле .

Для определения коэффициентов массоотдачи необходимо рассчитать ряд величин.

Мольная масса газовой фазы:

кг/кмоль,

где 17 и 29 – мольная масса соответственно аммиака и воздуха, кг/кмоль.

Вязкость газовой фазы рассчитываем по формуле:

;

Откуда Па·с.

Здесь 0,104·10^-3 и 0,018·10^-3 – динамический коэффициент вязкости соответственно аммиака и воздуха при t = 20 °С, Па·с.

Коэффициент диффузии NН₃ в воздухе при 20 °С и атмосферном давлении определяется по уравнению:

м²/с,

где м/с – коэффициент диффузии NН₃ в воздухе при 0 °С и 0,1 МПа.

Критерий Рейнольдса:

,

т. е. режим движения газа турбулентный.

Критерий Прандтля:

.

Коэффициент массоотдачи в газовой фазе дли регулярных насадок определяется по формуле :

м/с.

Выразим в выбранной для расчета размерности:

кг/(м²·с).

Для определения коэффициента массоотдачи в жидкой фазе рассчитываем следующие величины:

1) приведенная толщина стекающей пленки жидкости (формула ):

м;

2) модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости (формула ):

;

3) диффузионный критерий Прандтля для жидкости (формула ):

.

Коэффициент диффузии аммиака в воде м²/с [1, с. 825].

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе находим из уравнения :

м/с.

Выразим в выбранной для расчета размерности:

кг/(м²·с).

Находим коэффициент массопередачи по газовой фазе К_у по уравнению :

кг/(м²·с),

где .

Площадь поверхности массопередачи в абсорбере по уравнению равна:

м².

Высоту насадки, требуемую для создания этой площади поверхности массопередачи, рассчитываем по формуле :

м.

Кроме того, высоту насадки можно определить по уравнению . Число единиц переноса находим графическим методом, вписывая ступеньки (см. рис. 1.13).

Рис. 1.13. Определение числа единиц переноса графическим методом (к примеру расчета насадочного абсорбера)

Для определения высоты единицы переноса (формула ) определяем:

1) высоту единицы переноса для газовой фазы (формула )

м,

где а =8,13 – коэффициент, зависящий от вида насадки [4, с. 612]; Ψ = 1 – коэффициент смачиваемости насадки;

2) высоту единицы переноса для жидкой фазы (формула )

м;

3) удельный расход поглотителя

кг/кг;

4) средний наклон линии равновесия определяем как наклон хорды, проведенной через точки М и N (см. рис. 1.13), ограничивающие рабочий участок линии равновесия:

.

Высота единицы переноса:

м.

Высота насадки:

м.

С запасом 25% принимаем

м.

Принимаем высоту насадки Н = 4,5 м, как большую величину, полученную двумя способами.

Поиск по сайту: