336 кг NH3/кг води - концентрація аміаку в рідині, рівноважна з газом початкового складу (по рис.14.)
Вирішуючи рівняння (4) отримуємо:
кг NH3/кг води
Перераховуємо витрата газу на задані умови за формулою:
, (7)
м3/ч=9,85 м3/с
Витрата інертного частини газу:
, (8)
кг/м3, [6]
кг/с
Продуктивність абсорбера по поглинається компоненту:
кг/с
Тоді співвідношення між витратою фаз, або питома витрата поглинача знаходимо як:
кг/кг.
6.2 Рушійна сила массопередачи
Рушійна сила може бути виражена в одиницях концентрацій як рідкої, так і газової фаз. Для випадку лінійної рівноважної залежності між складами фаз, приймаючи модель послідовного витіснення в потоках обох фаз, визначимо рушійну силу в одиницях концентрації газової фази.
, (9)
- велика і менша рушійні сили на вході потоків в абсорбер і на виході з нього, кг NH3/кг води
, (10)
, (11)
- концентрації аміаку в газі, рівноважні з концентраціями в рідкій фазі (поглиначі) відповідно на вході в абсорбер і на виході з нього.
=0,0009 кг NH3/кг повітря
=0,0203 кг NH3/кг повітря
кг NH3/кг повітря
кг NH3/кг повітря
кг NH3/кг повітря
6.3 Визначення швидкості газу і діаметра абсорбера c насадкою кільця Рашига
При противотоке газу і рідини в залежності від швидкостей потоків спостерігаються чотирьох гідродинамічних режиму [1].
Перший режим (плівковий) спостерігається при порівняно невеликих навантаженнях по газу і рідини.
Другий режим (режим підвисання) характеризується гальмуванням рідини потоком газу, внаслідок чого швидкість течії рідини зменшується, а товщина її плівки і кількість утримуваної рідини збільшується.
Третій режим (режим захлебиванія) виникає в результаті того, що рідина накопичується в насадці до тих пір, поки сила тяжіння, що діє на що знаходиться в насадці рідина, не врівноважує сил тертя. Це призводить до звернення (інверсії) фаз. Режим захлебиванія відповідає максимальній ефективності колони.
Четвертий режим (режим уноса) виникає при підвищенні швидкості газу проти величини, що відповідає режиму захлебиванія, при цьому відбувається вторинна інверсія фаз.
Насадочні колони проектуються таким чином, щоб робоча швидкість газу була дещо меншою швидкості, при якій настає інверсія фаз.
Швидкість Wінв в насадок колонах працюють в режимі емульгування (захлебиванія) визначають як:
, (12)
- в'язкість відповідно поглинача при при температурі в абсорбере і води при 20? С, Па с; А, В - коефіцієнти залежать від типу насадки; L, G - витрати фаз, кг/с.
Робоча швидкість газу визначається:
=, (13)
Знаходимо щільність газової суміші за формулою:
=кг/м3
Перераховуємо щільність газової суміші на умови в абсорбере:
кг/м3
В якості насадки вибираємо керамічні кільця Рашига внавал, з наступними характеристиками:
а=200 м2/м3
м3/м3е=0,015 м
кг/м3
Вибір насадки обумовлений тим, що кільця Рашига найбільш дешеві і прості у виготовленні; вони добре зарекомендували себе на практиці і є самими вживаними насадками. Водний розчин аміаку є корозійно-активним середовищем, тому в якості матеріалу насадки вибираємо кераміку.
Розраховуємо граничну швидкість газу:
А=0,073
В=1,75
м/c=м/c
Діаметр абсорбера знаходимо з рівняння витрати:
, (14)
м
Розрахований діаметр відповідає стандартному діаметру обичайки абсорбера [5].
Розрахуємо частку зрошення колони за формулою:
, (15)
де S площа поперечного перерізу абсорбера, м2
м3/м2
Поля активної поверхні насадки може бути знайдена:
, (16)=0,0367 -коефіцієнти залежні від типу насадки [1].=0,0086
...
