В соответствии с материальным балансом

кг/с.

Из рис. 3.31 = 0,0335, откуда L_min = 3,223 кг/с. Увеличив L_min на 20 % ( = 1,2), получим расход абсорбента

кг/с.

Материальный баланс колонны представлен в табл. 3.6. Концентрация аммиака в воде на выходе из колонны

кг/кг.

Мольное содержание аммиака в воде на выходе из абсорбера

кмоль/кмоль.

Рис. 3.31. К определению и насадочного абсорбера.

Объемный расход жидкости в верхней части колонны

м³/с,

В нижней части колонны –

м³/c.

Плотность газа в верхней части колонны

кг/м³,

В нижней части колонны –

кг/м³.

Объемный расход газа в верхней части колонны

м³/с.

В нижней части колонны –

м³/с.

Поскольку расчетные параметры в сечениях колонны очень близки, дальнейший расчет будем производить по одному сечению - верхнему.

Число теоретических ступеней изменения концентрации рассчитаем графическим способом. Для этого предварительно на диаграмму х - у (см. рис. 3.31) наносим рабочую линию - прямую с координатами верхней и нижней точек рабочей линии соответственно у_н, x_к и у_к, x_н.

В соответствии с рис. 3.31 для разделения данной газовой смеси необходимо 6 теоретических ступеней изменения концентрации.

Коэффициент возможного увеличения производительности К₇ примем равным 1,1. Допустимое гидравлическое сопротивление насадки Р_Д = 0,003 МПа. В соответствии о данными табл. 3.2 принимаем насадку из пластмассовых колец Палля размером 0,05 м.

Скорость захлебывания определим по уравнению

,

откуда допустимая скорость газа

м/с.

Предварительный расчетный диаметр колонны с учетом коэффициента возможного увеличения производительности К₇:

м;

%.

Примем предварительный диаметр колонны м. Предварительное свободное сечение колонны

м²

Предварительная объемная скорость жидкости

м/с.

Максимально допустимая скорость газа в сечении колонны

м/с.

Коэффициент, зависящий от вязкости жидкости, составляет

.

Коэффициенты K₁ и K₂ выбираем по табл. 3.3:

; .

Расчетная скорость газа

м/с.

Расчетный диаметр колонны

м.

Примем диаметр колонны D_к = 1,4 м.

Таблица 3.6.

Материальный баланс колонны

Компонент	Вход						Выход
	Газ (M = 28,4)			Жидкость			Газ (M = 29)			Жидкость
	кг/с	мас. %	мольная доля y	кг/с	мас. %	мольная доля x	кг/с	мас. %	мольная доля y	кг/с	мас. %	мольная доля x
Воздух	3,179	97,0	0,95	3,86	99,84	0,997	3,179	99,83	0,997	3,86	97,5	0,958
Вода
Аммиак	0,099	3,0	0,0512	0,006	16	0,00169	0,0053	0,17	0,003	0,1	2,7	0,0028
Итого	3,278	100	1,0	3,867	100	1,0	3,185	100	1,0	3,96	100	1,0

Свободное сечение колонны f_к = 0,785  1,4² = 1,54 м.

Объемная скорость жидкости L_V = 0,00387/1,54 = 0,0025 м/с.

Скорость газа в колонне w = 2,654/1,54 = 1,72 м/с. Фактор газовой нагрузки F = 1,72  (1,2)^0,5 кг^0,5/(м^0,5  с).

Высота насадки, эквивалентная теоретической тарелке,

.

Коэффициенты K₅ = 0,3 и K₆ = 0,08 принимаем по табл. 3.3.

Массовая скорость жидкости L = 3,867/1,54 = 2,51 кг/ (м²с).

Общая высота насадки H_нас = 0,89  6 = 5,4 м.

Округляем высоту насадки до H_нас = 6 м.

Высота насадки между перераспределительными тарелками

м.

Таким образом, потребуется одна перераспределительная тарелка.

Общая высота колонны

м.

Округляем Н до 10 м.

Гидравлическое сопротивление насадки высотой 1 м

Па.

Коэффициенты K₃ и K₄ принимаем по табл. 3.3:

; .

Общее гидравлическое сопротивление насадки составит

Па;