Высоту слоя насадки определяют по уравнению

(3.68)

где - число теоретических тарелок; h_экв - высота насадки, эквивалентная одной теоретической тарелке.

Высоту насадки из колец Рашига, эквивалентную одной теоретической тарелке, можно рассчитать по уравнению

, (3.69)

где d_экв = 4/а - эквивалентный диаметр насадки; m - тангенс угла наклона участка линии равновесия.

Для нерегулярной насадки h_экв ориентировочно можно рассчитать по уравнению

(3.70) (3.3)

Коэффициенты К₅ и К₆ подбирают по табл. 3.3.

Величину f (d/D_к) приближенно определяют по рис. 3.30 или рассчитывают по уравнению

. (3.71)

Если d/D_к 0,043, принимают f (d/D_к) = 1.

Рис. 3.30. Зависимость функции f (d/D_к) от отношения d/D_к.

Гидравлическое сопротивление насадки для систем газ - жидкость и пар - жидкость в точке инверсии можно рассчитать по уравнению

, (3.72)

где - сопротивление насадки при наличии орошения в точке инверсии для такой же скорости газа, как и при сухой насадке (на 1 м ее высоты); L/G - отношение массовых расходов жидкости и газа (пара); - сопротивление сухой насадки (на 1 м ее высоты).

Значения А, m, n и с приведены в табл. 3.4.

Гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки

; (3.73)

эквивалентный диаметр

; (3.74)

рабочая (действительная) скорость -

, (3.75)

где Н - высота слоя насадки, м;  - коэффициент сопротивления насадки; w_ф - фиктивная скорость газа, отнесенная к полному сечению незаполненного скруббера, м/с; а - удельная поверхность насадки, м²/м³;  - свободный объем насадки, м²/м³; R_г - гидравлический радиус насадки, м.

Таблица 3.4.

Значения коэффициентов

Система	A	m	n	c
Газ – жидкость при	8,4	0,405	0,225	0,045
Газ – жидкость при	10	0,945	0,525	0,105
Пар – жидкость при	0,352	0,342	0,190	0,038

Коэффициент сопротивления насадки  является функцией критерия Re_y для газового (парового) потока:

(3.76)

и  можно определить по следующим уравнениям:

при ; (3.77)

при ; (3.78)

при . (3.79)

Гидравлическое сопротивление в режиме эмульгирования выше точки инверсии

; (3.80)

, (3.81)

где р_э - плотность газожидкостной или парожидкостной эмульсии.

Высота переливной трубы в насадочной колонне, обеспечивающая работу в режиме эмульгирования, будет равняться

, (3.82)

где Н - общая высота жидкости в колонне.

Сопротивление орошаемой нерегулярной насадки общего назначения на 1 м высоты слоя можно рассчитать по уравнению

. (3.83)

Коэффициенты K₃ и К₄ подбирают по табл. 3.3.

Общее гидравлическое сопротивление слоя насадки вычисляют по формуле

, (3.84)

давление в нижней части колонны.

, (3.85)

где Р_в - давление в верхней части колонны.

Пример 3.1. Рассчитать насадочный абсорбер для поглощения аммиака водой из аммиачно-воздушной смеси с начальным содержанием NН₃ 5 об. %. Конечное содержание NН₃ в газе 0,29 об. %. Количество поступающего газа (при нормальных условиях) составляет 2,778 м³/с. Содержание аммиака в поступающей на абсорбцию воде - 0,16 мас. %. Колонна работает под атмосферным давлением. Абсорбция изотермическая, средняя температура потоков t = 20 °С.

Количество инертного газа (воздуха), поступающего в абсорбер:

м³/с,

или кг/с.

Относительные массовые составы газовой фазы на входе (нижняя часть колонны)

кг/кг,

на выходе (верхняя часть колонны) -

кг/кг.

Количество поглощенного аммиака в единицу времени

кг/с.

Концентрация аммиака в воде, поступающей на абсорбцию, в относительных массовых концентрациях

кг/кг.

Расход абсорбента рассчитаем через L_min и коэффициент избытка :

.

Для определения L_min воспользуемся равновесными данными, приведенными в табл. 3.5 и на рис. 3.31. Для расчета данных в условиях равновесия можно использовать значения коэффициента Генри, приведенные в таблице П.3 приложения.Предварительно относительные массовые концентрации необходимо перевести в мольные:

.

Таблица 3.5.

Равновесная концентрация аммиака в системе воздух - аммиак – вода

В воздухе		В воде
y, кг/кг	y, кмоль/кмоль	x, кг/кг	x, кмоль/кмоль
0,0009	0,0154	0,002	0,00212
0,0025	0,00426	0,005	0,00532
0,0057	0,00974	0,01	0,0106
0,0097	0,0165	0,015	0,0159
0,0147	0,0251	0,02	0,0212
0,0212	0,0362	0,035	0,0266
0,0284	0,0485	0,03	0,0318
0,037	0,063	0,035	0,0372