13. Определение диаметра насадочного абсорбера.

Диаметр абсорбционной колонны D (в м) рассчитывают по уравнению расхода для газового потока:

, (1.35)

где V - расход газа, проходящего через абсорбер, м³/с;  - скорость газа, отнесенная к полному поперечному сечению колонны (фиктивная), м/с.

Скорость газа  находят следующим путем.

Сначала рассчитывают фиктивную скорость газа ₃ в точке захлебывания (инверсии) по уравнению (при _ж  _г):

. (1.36)

Здесь -удельная поверхность насадки, м²/м³; g-ускорение свободного падения, м/с²; V_св- свободный объем насадки, м³/м³; _г и _ж- плотности газа и жидкости, кг/м³; _ж-динамический коэффициент вязкости жидкости, мПас; L и G-массовые расходы жидкости и газа, кг/с; А=0,022 для насадки из колец или спиралей^* , для ректификации А=-0,125.

Затем определяют рабочую скорость газа  (фиктивную), принимая для абсорберов, работающих в пленочном режиме

=(0,75  0,9) _з (1.37)

14. Определение высоты насадочного абсорбера.

а) Через высоту единицы переноса (ВЕП).

Поверхность контакта фаз в абсорбере при пленочном режиме работы:

F= Н_нS, (1.38)

где Н_н- высота слоя насадки, м; S=D²/4-площадь поперечного сечения колонны, м²; D-диаметр колонны, м; -удельная поверхность сухой насадки, м²/м³; -коэффициент смоченности насадки, безразмерный - расчет величины этого коэффициента см.^*

Высота слоя насадки:

(1.39)

Здесь G - постоянный по высоте колонны расход инертного газа, кг/с или кмоль/с; К_y - средний коэффициент массопередачи, или ; h_0y-высота единицы переноса, м:

; (1.40)

n_0y-общее число единиц переноса:

. (1.40а)

Из уравнения (1.34) следует:

n_0y=(Y_н -Y_в)/ Y_ср. (1.41)

При прямолинейной равновесной зависимости среднюю движущую силу Y_ср рассчитывают по уравнению (1.32) или (1.33), при криволинейной равновесной зависимости число единиц переноса n_0y находят графическим построением или методом графического интегрирования-см. пример 1.10.

Объемным коэффициентом массопередачи К_yV называют величину

К_yV= К_y= К_уа, (1.42)

где а=-удельная смоченная (активная) поверхность насадки, м²/м³; при =1 а=.

Применяя объемный коэффициент массопередачи, получаем для высоты единицы переноса:

Рис.1.4. Графическое определение числа ступеней изменения концентрации (теоретических тарелок) в абсорбере

. (1.43)

б) Через высоту, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ).

Высота слоя насадки Н_н может быть рассчитана также по уравнению:

Н_н=h_эn_т, (1.44)

где h_э - высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ) или теоретической ступени (ВЭТС), м (определяется по экспериментальным данным); n_т - число теоретических тарелок (ступеней изменения концентрации).

Число теоретических тарелок-ступеней изменения концентрации в абсорбере определяют обычно графическим путем (рис. 1.4). На этом рисунке АВ - рабочая линия, построенная по уравнению (1.27) или (1.28), ОС - равновесная линия.