мула 13-9) и по заданному или выбранному режиму работы — скорость газа в свободном сечении аппарата. Диаметр абсорбера определяют по уравнению расхода. Вычислив затем плотность орошения Q м3/ч-м2, проверяют выполняется ли условие смачиваемости насадки, по кото рому должно быть Q > Q CM. Величина QCM, соответствующая опти мальной смачиваемости насадки, зависит от ее удельной поверхности f и приближенно может быть определена по формуле
где у — коэффициент, зависящий от характера поглощаемого компо нента. Для аммиака можно принять у — 0,158. В каждом случае эта величина определяется экспериментально; для большинства компо нентов у — 0,1 0,2. Затем по данным о равновесии строится линия равновесия, а также рабочая линия процесса и решается вопрос о методе дальнейшего расчета. Если линия равновесия прямая, расчет сводится к определению средней движущей силы, коэффициентов мас соотдачи и общего коэффициента массопередачи, после чего по формуле (13-16) может быть определена общая поверхность насадки, а также ее рабочий объем и высота. Если линия равновесия не прямая, боль» шую точность дает расчет высоты насадки через число единиц переноса и высоту единицы переноса.
Пример. Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения сернистого ан гидрида водой из газо-воздушной смеси, содержащей 2% S02 (объемных). Рас ход газовой смеси 5000 нм3/ч, ее температура 30° С, температура кислоты на вы ходе 15°, барометрическое давление 760 мм рт. сг. Эффективность поглощения должна быть не менее 99%.
Р е ш е н и е . Примем давление в нижней части аппарата 800 мм рт. ст. Тогда по формуле (13-3) равновесное содержание S02 в растворе составит
0,03 • 0,02 -800-1,0363~15 = 0,281 %.
При работе абсорберов с ограниченной высотой насадки равновесные кон центрации не достигаются. Примем, что конечная концентрация кислоты на вы ходе составит 75% от равновесной. Тогда получим 0,75-0,281 = 0,211% или х2 = 0,00211 кг/кг воды. Теплота растворения S02 равна 485 кдж/кг, теплоем кость 0,59 кдж/кг-град-, воды — 4,19 кдоіс/кг-град. Из формулы (13-7) начальная температура воды
f |
15-----485 + 0,59-30 .-o oQ2ii = i4 75° С. |
|
4,19 |
Таким образом, температура воды в процессе абсорбции практически ос тается постоянной. Давление в аппарате изменяется пропорционально высоте насадки. Тогда, как это следует из уравнения (13-5), линия равновесия процесса будет прямой.
Плотность газовой смеси на входе при нормальных условиях равна
1,293-0,98 + 2,927-0,02 = 1,33 кг/нм3, где 1,293 и 2,927 — плотности воздуха и сернистого ангидрида; 0,98 и 0,02 — их объемные доли. Массовая доля по фор-
муле (1-5) |
|
2 927 |
|
0 044 |
кг/кг |
равна 0,02-—1---- = 0,044, а концентрация і/, = |
1--------= 0,046 |
|
|
1,33 |
|
1— 0,044 |
|
газа-носителя. При эффективности поглощения 99% концентрация S02 на вы |
ходе у 2 = |
0,01-0,046 = 0,00046 кг/кг. |
Удельный расход воды |
|
|
, |
0,046 — 0,00046 |
0, е . |
|
|
|
I = |
------------ ■----------- = |
21,6 кг/кг газа-носителя. |
|
|
|
0,00211 — 0 |
|
|
|
