Насадочная абсорбционная колонна

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия

>

м33

dэ=0,015 м

кг/м3

 

Выбор насадки обусловлен тем, что кольца Рашига наиболее дешевы и просты в изготовлении; они хорошо зарекомендовали себя на практике и являются самыми употребительными насадками. Водный раствор аммиака является коррозионно-активной средой, поэтому в качестве материала насадки выбираем керамику.

Рассчитываем предельную скорость газа:

 

А=0,073

В=1,75

м/c

W= м/c

 

Диаметр абсорбера находим из уравнения расхода:

 

, (14)

м

 

Рассчитанный диаметр соответствует стандартному диаметру обечайки абсорбера [5].

Рассчитаем долю орошения колонны по формуле:

 

, (15)

 

где Sплощадь поперечного сечения абсорбера, м2

м32

 

Доля активной поверхности насадки может быть найдена:

 

, (16)

 

p=0,0367 -коэффициенты зависящие от типа насадки [1].

q=0,0086

 

 

- поверхность насадки смочена недостаточно, для увеличения плотности орошения выбираем другую насадку - керамические кольца Рашига внавал, со следующими характеристиками:

 

а=90 м23

м33

dэ=0,035 м

кг/м3

 

Находим предельную скорость газа:

 

м/c

W= м/c

Диаметр колонны:

 

м

 

Выбираем стандартный диаметр обечайки абсорбера d=2,6 м [5].

Пересчитываем скорость выбранный стандартный диаметр:

 

м/c

 

Плотность орошения колонны:

 

м32

Доля активной поверхности насадки составит:

 

 

Где p=0,0240 и q=0,0012 - коэффициенты зависящие от типа насадки [1].

- достаточная доля активной поверхности насадки.

 

6.4 Определение коэффициента массопередачи для абсорбера c насадкой кольца Рашига

 

Коэффициент массопередачи находим по уравнению аддитивности фазовых диффузионных сопротивлений:

, (17)

 

где и коэффициенты массопередачи в газовой и жидкой фазах, кг/м2с; m коэффициент распределения.

Рассчитаем коэффициент массоотдачи для газовой фазы:

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке определяется по формуле:

 

, (18)

 

Определим вязкость газовой смеси:

Вязкость аммиака при 20С:

 

, (19)

Пас [6].

 

С= константа уравнения, [6].

 

Пас

 

Вязкость воздуха при при 20С:

 

, (20)

Пас [6].

С= константа уравнения, [6].

 

Пас

 

Вязкость газовой смеси найдем из уравнения:

 

, (21)

,

=18,33Пас

=5084

 

Коэффициент диффузии аммиака в газе можно рассчитать по уравнению:

 

, (22)

P=1 ат =1 кгс/см2

см3/моль [6]

см3/моль [6]

м2,

 

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы:

 

, (23)

 

Коэффициент массоотдачи находим из уравнения:

 

, (24)

м/с

 

Выразим в выбранной для расчета размерности:

 

, (25)

, (26)

кг/м2с

 

Рассчитаем коэффициент массоотдачи для жидкой фазы:

Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости:

 

, (27)

=110,89

 

Средний коэффициент диффузии аммиака воде при 20С:

 

м/с [6]

Диффузионный критерий Прандтля для жидкости:

 

, (28)

 

Приведенная толщина стекающей пленки жидкости:

 

, (29)

м

 

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:

 

, (30)

м/с

 

Выразим в выбранной для расчета размерности:

 

, (31)

кг/м2с

 

Рассчитаем коэффициент массопередачи:

 

кг/м2с

6.5 Поверхность массопередачи и высота абсорбера c насадкой кольца Рашига

 

Поверхность массопередачи в абсорбере равна:

 

, (32)

м2

 

Высоту насадки необходимую для создания этой поверхности рассчитываем по формуле:

 

, (33)

м

 

Высота колонны определяется по формуле:

 

, (34)

 

где высота насадочной части колонны, м; высота сепарационной части колонны, м; высота нижней части колонны, м; расстояние между слоями насадки, м.

Расстояние от верха насадки до крышкиабсорбера зависит от размеров распределительного устройства для орошения насадки. Его принимают равным:

 

, (35)

м

Расстояние между днищем абсорбера и насадкой определяется необходимостью равномерного распределения газа по сечению колонны. Обычно это расстояние принимают:

 

, (36)

м

 

Во избежание значительных нагрузок на нижние слои насадки её укладывают ярусами по 4 решетки в абсорбере. Промежутков между ними 3, расстояние между решетками 0,7 м[4].

 

м

 

Высота колонны:

 

м

 

6.6 Гидравлическое сопротивление абсорбера c насадкой кольца Рашига

 

Гидравлическое сопротивление обусловливает энергетические затраты на транспортировку газового потока через абсорбер. Величину рассчитывают по формуле:

 

, (37)

 

Гидравлическое сопротивление сухой (не орошаемой жидкостью) насадки определяют по уравнению:

 

, (38)

скорость газа в свободном ?/p>