і газовій фазах, кг/(м2 * с).
Для розрахунку коефіцієнтів массоотдачи необхідно вибрати тип насадки і розрахувати швидкості потоків в абсорбере.
У розглянутому прикладі виберемо насадку - керамічні кільця Рашига, розміром 50? 50? 5 мм. Питома поверхня насадки а=90 м2/м3, вільний обсяг? =0,785 м3/м3, еквівалентний діаметр d е=0,035 м, насипна щільність=530 кг/м3.
Граничну швидкість газу, вище якої настає захлинання насадок абсорберів, можна розрахувати по рівнянню
(6.16)
де - гранична фіктивна швидкість газу, м/с;
і - щільність поглинаючої води і суміші повітря з аміаком, кг/м3;
, - в'язкість відповідно поглинача при температурі в абсорбере і води при 20 ° С, Па * с;
А, В - коефіцієнти, залежні від типу насадки; і G - витрати фаз, кг/с.
Для кілець Рашига внавал значення коефіцієнтів А=- 0,073 і В=1,75.
Перерахуємо щільність газу на умови в абсорбере
, (6.17)
кг/м3.
і відповідно рівні 1000 кг/м3 і Па * с.
Граничну швидкість знаходимо з рівняння (6.16), приймаючи при цьому, що відношення витрат фаз у разі розбавлених сумішей приблизно дорівнює відношенню витрат інертних фаз
=.
Вирішуючи це рівняння, отримаємо м/с.
Вибір робочої швидкості газу зумовлений багатьма чинниками. У загальному випадку її знаходять шляхом техніко-економічного розрахунку для кожного конкретного процесу. Зазвичай робочу швидкість приймають рівною 0,75-0,9 від граничної, т.ч. м/с.
Діаметр абсорбера знаходять з рівняння витрати
, (6.18)
де - об'ємна витрата газу за умовах в абсорбере, м3/с.
Звідси:
м.
Вибираємо стандартний діаметр обичайки абсорбера м. При цьому дійсна робоча швидкість газу в колоні
, (6.19)
м/с.
Щільність зрошення (швидкість рідини) розраховують за формулою
, (6.20)
де - площа поперечного перерізу абсорбера, м2.
Підставивши, отримаємо:
м3/(м2 * с).
Існує деяка мінімальна ефективна щільність зрошення, вище якої всю поверхню насадки можна вважати змоченою. Для насадок абсорберів мінімальну ефективну щільність зрошення Umin знаходять за співвідношенням
, (6.21)
де - ефективна лінійна щільність зрошення, м2/с.
Для кілець Рашига розміром 75 мм і хордових насадок з кроком більше 50 мм м2/с; для всіх інших насадок м2/с.
м3/(м2 * с).
Коефіцієнт смачиваемости насадки для кілець Рашига при заповненні колони внавал можна визначити з наступного емпіричного рівняння
(6.22)
де - поверхневий натяг, мН/м;
- діаметр насадки, см;
. (6.23)
Поверхневий натяг приймаємо 72 мН/м.
.
може бути розраховане за рівнянням
(6.24)
(6.25)
де А - коефіцієнт який залежить від крайового кута змочування і змінюється в межах 0,12-0,17;
- різниця між поверхневим натягом рідини, що подається на зрошення колони, і рідини, яка витікає з неї;
- критерій Рейнольдса для газової фази в насадці;
- в'язкість газу.
В'язкість газів знаходиться беремо Па * с.
.
Поверхневий натяг рідини витікає з колони становить 67 мН/м.
Різниця між поверхневим натягом рідини, що подається на зрошення колони, і рідини, яка витікає з неї має вигляд
, (6.26)
мН/м,
кг/(м * с)
Частка активної поверхні насадки може бути знайдена за формулою
(6.27)
де і - коефіцієнти, залежні від типу насадки.
Підставивши чисельні значення, отримаємо:
.
Для колон з невпорядкованою насадкою коефіцієнт массоотдачи в газовій фазі можна...
