міркуваннями:
по-перше, конкретними умовами проведення процесу - навантаженнями по пару і рідини, відмінностями у фізичних властивостях систем, наявністю в потоках рідини і газу механічних домішок, поверхнею контакту фаз в одиниці об'єму апарату і т.д. ;
по-друге, особливими вимогами до технологічного процесу - необхідністю забезпечити невеликий перепад тиску в колоні, широкий інтервал зміни стійкості роботи, малий час перебування рідини в апараті і т.д.;
по-третє, особливими вимогами до апаратурним оформлення - створення одиничного або серійно випускається апарату малої або великої одиничної потужності, забезпечення можливості роботи в умовах сильно корозійного середовища, створення умов підвищеної надійності і т.д.
У промисловості особливе значення при виборі насадки мають наступні фактори: малий гідравлічний опір абсорбера, можливість стійкої роботи при сильно змінюються навантаженнях по газу, можливість швидко і дешево видаляти з поверхні насадки відкладається шлам і т. д. Таким вимогам відповідають широко використовувані дерев'яна хордових і металева спіральні насадки.
У розглянутому прикладі виберемо насадку - керамічні кільця Рашига, розміром 50? 5 0? 5 мм. Питома поверхня насадки a =90 м 2/м 3, вільний об'єм? =0,785 м 3/м 3, еквівалентний діаметр d е=0,035 м, насипна щільність=530 кг/м 3.
2.4 Швидкість газу і діаметр абсорбера
Граничну швидкість газу, вище якої настає захлинання насадок абсорберів, можна розрахувати по рівнянню:
, (2.18)
де - гранична фіктивна швидкість газу, м/с;
і - щільність поглинаючої води і суміші повітря з аміаком, кг/м 3;
, - в'язкість відповідно поглинача при температурі в абсорбере і води при 20 ° С, Па * с;
А, В - коефіцієнти, залежні від типу насадки;
L 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:
, (2.19)
кг/м 3.
За правилом адитивності розрахуємо,:
, (2.20)
, (2.21)
кг/м 3,
?
? Па * с.
де і - щільність чистих аміаку і води при 20 ° С, кг/м 3;
- в'язкість рідкого аміаку, Па * с.
Граничну швидкість знаходимо з рівняння (2.18), 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:
, (2.22)
де - об'ємна витрата газу за умовах в абсорбере, м 3/с.
Звідси:
м.
Вибираємо стандартний діаметр обичайки абсорбера м. При цьому дійсна робоча швидкість газу в колоні:
, (2.23)
м/с.
. 5 Щільність зрошення і активна поверхня насадки
Щільність зрошення (швидкість рідини) розраховують за формулою:
, (2.24)
де - площа поперечного перерізу абсорбера, м 2.
Підставивши, отримаємо:
м 3/(м 2 * с).
При недостатній щільності зрошення і неправильної організації подачі рідини поверхню насадки може бути змочена не повністю. Але навіть частина змоченої поверхні практично не бере участі в процесі массопередачи зважаючи на наявність застійних зон рідини (особливо в абсорберах з нерегулярною насадкою) або нерівномірного розподілу газу по перетину колони.
Існує деяка мінімальна ефективна щільність зрошення, вище якої всю поверхню насадки можна вважати змоченою. Для насадок абсорберів мінімальну ефективну щільність зрошення U min знаходять за співвідношенням [4]: ??
, (2.25) ...
