Насадочная абсорбционная колонна
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
>
м3/м3
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
м3/м2
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 м2/м3
м3/м3
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:
м3/м2
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/с,
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>