G мовляв - молярний витрата газової суміші, М - молярна маса газової суміші.
Для газової суміші
Для рідкої суміші
З формули (3.14) визначаємо граничну швидкість
пр=0,04147
Вибір робочої швидкості газу зумовлений багатьма чинниками. У загальному випадку її знаходять шляхом техніко-економічного розрахунку для кожного конкретного процесу. Приймемо робочу швидкість процесу рівний 0,9 від граничної.
За розрахованої робочої швидкості газу визначається діаметр абсорбера за формулою (3.14).
Розрахований діаметр колонного апарату приводиться до стандартизованим розмірам. Найближчий стандартний діаметр колонного цельносваренного апарату з насипною насадкою становить 2,8 м/3 /.
Т.к. обраний діаметр колонного апарату відрізняється від розрахованого, то необхідно розрахувати робочу швидкість газової суміші по апарату:
(3.18)
Для насадочних апаратів щільність зрошення повинна бути
U? 0,06. (3.18)
Щільність зрошення
, (3.19)
де Vx-об'ємна витрата рідини через апарат,.
Переведемо масова витрата рідини в об'ємний
, (3.20)
.
.
Умова (3.18) виконується.
3.4Определеніе висоти абсорбера
Висоту насадки H, м, в апараті зазвичай визначають через висоту одиниці переносу і кількість одиниць перенесення/3, стор. 98 /:
, (3.21)
де h 0y - висота одиниці переносу по газовій фазі, м; n oy - кількість одиниць перенесення
Висоту одиниці переносу можна визначити через коефіцієнт масопередачі по газовій фазі Ky,/4, стор. 385 /:
, (3.22)
де S - поперечний переріз абсорбера, м2; s - відносна поверхня насадки,; y - коефіцієнт змочуваності насадки, G - молярний витрата інертного газу.
, (3.23)
де by і bx - коефіцієнт массоотдачи по газовій і рідкій фазах відповідно,; m - коефіцієнт розподілу речовини за фазами/1, стор. 440 /.
Для колон з невпорядкованою насадкою коефіцієнт массоотдачи by можна розрахувати з рівняння/3, стор. 199/
, (3.24)
де дифузійний критерій Нуссельта для газової фази/3, стор. 199/
, (3.25)
де Dy - середній коефіцієнт дифузії вуглекислого газу в газовій фазі,; Re - критерій Рейнольдса; Pr - критерій Прандтля; d е - еквівалентний діаметр насадки, м.
Критерій Рейнольдса для газової фази в насадці/3, стор. 199/
. (3.26)
Динамічний коефіцієнт в'язкості СО2
Дифузійний критерій Прандтля для газової фази, при цьому коефіцієнт дифузії вуглекислого газу в повітрі при температурі абсорбції 20 ° С, і тиску 2,4? 10 Червень Па дорівнює
/4/
(3.27)
Підставляємо отримані критерії Рейнольдса і Прандтля в рівняння (3.24)
Знаходимо коефіцієнт массоотдачи by з рівняння (3.26)
.
Висловимо коефіцієнт массоотдачи by в обраній для розрахунку розмірності
. (3.28)
Коефіцієнт массоотдачи bx в рідкій фазі знаходять з узагальненого рівняння/3, стор. 200/
, (3.29)
де дифузійний критерій Нуссельта для рідкої фази/3, стор. 200/
, (3.30)
де d пр - приведена товщина стікає плівки рідини, м.
Наведена товщина стікає плівки рідини може бути знайдена з рівняння
(3.31)
Модифікований критерій Рейнольдса для стікає по насадці плівки рідини
, (3.32)
де U - щільність зрошення,.
Дифузійний критерій Прандтля для рідини, при цьому коефіцієнт дифузії двоокису вуглецю у воді при температурі абсорбції 20 ° С, і тиску 2,4? 106 Па дорівнює Dx=1, 8? 10-9/4/
(3.33)
Підставляємо отримані критерії Рейнольдса і Прандтля в рівняння (3.29)
Знаходимо коефіцієнт массоотдачи bx з рівняння (3.30)
Висловимо коефіцієнт массоотдачи bx в обраній для розрахунку розмірності за формулою (3.28)
Значення m можна знайти графічно, воно дорівнює середньому значенню тангенса кута нахилу лінії рівноваги на XY - діаграмі (додаток 2). Коефіцієнт розподілу речовини за фазами m=0,020408/0,000334=61,10.
Коефіцієнт массопередачи по газовій фазі Ky обчислимо за формулою (3.23)
Поперечний перетин абсорбера розрахуємо за формулою
. (3.34)
Коефіцієнт смачиваемости насадки y при зрошенні колони водою можна визначити з наступного емпіричного рівняння/6, стор. 369/
, (3.35)
