великим вільним об'ємом. Крім того насадка повинна надавати малий опір газовому потоку, добре розподіляти рідина і володіти корозійну стійкість у відповідних середовищах. Для зменшення тиску на підтримуючий пристрій і стінки насадка повинна мати малий об'ємний вагу.
В
Малюнок 2. Типи насадок:
а - кільця Рашига; б - кільця з перегородками; в - спіральні кільця; г - кулі; д - пропелерна насадка, е - седлообразно насадка, ж - хордові насадка.
Застосовувані в абсорберах насадки можна поділити на два типи: регулярні (правильно укладені) і безладні (засипаються внавал) насадки. До регулярних відносяться хордові, кільцева (при правильному укладанні) і блокова насадки. До безладним відносяться кільцева (при завантаженні внавал), седлообразно і шматкова насадки.
Детальніше зупинимося на кільцевих насадках.
Кільцева насадка - насадочні тіла, що представляють собою циліндричні тонкостінні кільця, зовнішній діаметр яких зазвичай дорівнює висоті кільця. Насадочні кільця виготовляють найчастіше з кераміки або порцеляни. Застосовують також тонкостінні металеві кільця зі сталі або інших металів. p> Кільця Рашига являють собою прості кільця без додаткових пристроїв. Ці кільця найбільш дешеві і прості у виготовленні; вони добре зарекомендували себе на практиці і є самим вживаним видом насадок.
Для збільшення поверхні застосовуються кільця з перегородкою (кільця Лессінга), кільця з хрестоподібної перегородкою і спіральні кільця, що мають всередині одну, дві або три спіралі. При регулярній укладанні кільця з хрестоподібної перегородкою і спіральні застосовують розміром 75мм і більше.
У ФРН запропоновані кільця з пробитими стінками (пале). Ці кільця призначені в основному для засипання внавал і володіють меншим гідравлічним опором і дещо більшою ефективністю в порівнянні з кільцями Рашига. Але зазначені переваги не можна вважати досить істотними, якщо врахувати велику вартість і складність виготовлення кілець пале. Виготовляють ці кільця із сталі і пластичних мас. <В
1. Розрахунок насадочного абсорбера
Геометричні розміри колонного масообмінного апарату визначаються в основному поверхнею массопередачи, необхідної для проведення даного процесу, і швидкостями фаз.
Поверхня массопередачи може бути знайдена з основного рівняння масопередачі:
, (1)
де, - коефіцієнти масопередачі відповідно по рідкої і газової фаз, кг/(м 2 В· с);
М - кількість речовини, що переходить з газової суміші в рідку фазу в одиницю часу, або навантаження апарату, кг/с;
- середня рушійна сила процесу абсорбції по рідкій та газовій фазах відповідно, кг/кг.
1.1 Розрахунок маси поглинається речовини і витрати поглинача
Позначимо: A - абсорбтів, У - інертний газ, С - абсорбент.
Масу абсорбтіва A (етанолу) переходить з газової суміші в абсорбент можна знайти з рівняння матеріального балансу:
, (2)
де L, G - витрати відповідно чистого абсорбенту (води) і інертною частини газу (азоту), [кг/с];
- початкова та кінцева відносні масові концентрації абсорбтіва (етанолу) в абсорбенту (воді), кг етанолу/кг води;
- початкова та кінцева відносні масові концентрації абсорбтіва (етанолу) в інертному частини газу (повітрі), кг етанолу/кг повітря.
Переведемо молярний концентрації в відносні масові концентрації за формулою:
. (3)
В
y - молярний частки, [%]; молярний маси абсорбтіва (Етанолу) і інертного газу (азоту). <В В
В В
Вихідна концентрація етанолу у воді.
Кінцева концентрація етанолу в поглиначі обумовлює його витрата (який, у свою чергу, впливає на розміри, як абсорбера, так і десорбера), а також частина енергетичних витрат, пов'язаних з перекачуванням рідини і її регенерацією. Тому обирають, виходячи з оптимальної витрати поглинача. Кінцеву концентрацію визначають з рівняння матеріального балансу, використовуючи дані по рівновазі.
Рівняння рівноважної лінії у відносних масових концентраціях:
(4)
де m / - коефіцієнт розподілу:
(5)
m = 1,08 - для суміші етанол-вода.
В
В
Малюнок 3. Залежність між вмістом етанолу в азоті і в воді:
1 - рівноважна лінія; 2 - Робоча лінія. p> Рівняння рівноважної лінії 1 (малюнок 1).
(6)
Звідси
В
Звідси рівняння робочої лінії 2 (малюнок 1) має вид:
В
Витрата інертного частини газу:
, де (7)
- щільність інертного газу (азоту) при умовах в абсорбера;
- об'ємна витрата інертного газу (азоту) при умов (t = 20 [ 0 С];
Р = 760 [мм.рт.ст] = 0,1 [МПа]) в абсорбера.
Наведемо об'ємна витрата азоту до умов в абсорбе...
