Абсорбер тарельчатого типа (стр. 2 из 4)

В качестве исходных данных задаются следующие величины:

1. Объемный расход поступающей газовой фазы в колонну: Vг=16000 Нм³/ч

2. Содержание поглощаемого компонента в поступающем газе: у_н = 30 %

3. Степень извлечения: α = 95 %

4. Начальное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте массовая доля: x_вн = 0 %

5. Конечное содержание поглощаемого компонента в абсорбенте массовая доля x_вк = 0,45 %

6. Температура поступающей газовой смеси в колонну t = 20 ° С

7. Давление в колонне Р = 1.013 МПа

В результате расчета определяются: La, Dk, Noбщ, ΔРт, Нмт.

2. Порядок расчета

1. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при входе в абсорбер

=0,538

2. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента газовой фазы при выходе из абсорбера

=0,027

3. Начальная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при входе в абсорбер:

М_пк = 44

СО₂

М_а = 18

Вода

М_нг = 29

Воздух

=0 %

4. Конечная относительная мольная концентрация поглощаемого компонента в абсорбенте при выходе из абсорбера

=0,002 %

5. Объемный расход инертной составляющей газовой фазы (норм.усл.)

=8450

6. Мольный расход поглощаемого компонента

=193

7. Мольный расход абсорбента (инертной составляющей жидкой фазы)

=95793,9

8. Молекулярный вес газовой фазы

=34,25

9; Плотность газовой фазы

= 14,246 кг/м³

10. Объемный расход газовой фазы, входящей в абсорбционную колонну

=0,336

11. Мольный расход газовой фазы, поступающей в абсорбционную колонну

=503,8

12. Определяется диаметр колонны

Предельно допустимая скорость газовой фазы (условие превышения 10% уноса жидкой фазы с газовой) рассчитывается для ситчатых тарелок как

=0,419

w_г- рабочая скорость газовой фазы в свободном сечении колонны, которая составляет

=0,335

=1,131 м.

Принимаем D_k=1,2 м

Выбираем материал Сталь Ст3.

При температуре 20 °С:

σ=140 МПа [3, стр. 394, таб. 13,1]

Коэффициент прочности сварных швов:

Ψ=1 [3, стр. 395, таб. 13,3]

Толщина стенки аппарата:

=4,357 мм

Принимаем с запасом толщину стенки s=10 мм [3, стр. 211]

Найдем толщину эллиптического приварного днища, при R=D, H=0.25D, где: R – радиус кривизны днища. D – диаметр аппарата, H – высота днища без учета цилиндрической отбортовки.

=2,175 мм

Принимаем толщину днища равную толщине аппарата s=10 мм.

13. По принятой площади свободного сечений отверстий f_отв = 10 выраженной в % от общей площади свободного сечения аппарата, рассчитывается скорость газа в отверстиях тарелки

=3,351

14. Принимается отношение площади свободного сечения сегмента перешивного устройства к площади тарелки 10%, т.е. R=0,1 и определяется площадь свободного сечения переливного устройства

=0,113 м²

15. Скорость жидкой фазы в переливном устройстве:

=4,237

16. Гидравлическое сопротивление тарелки от сил поверхностного натяжения:

σ = 0,0728 [4, стр. 501, таб. XXII]

=44,8 Па

17. Статическое сопротивление слоя жидкости

=191,3 Па

18. Высота статического слоя жидкости

=0,02 м

19. Сопротивление сухой тарелки ξ = 1,5 для сетчатых тарелок [ 3, стр. 210]

=120 Па

20. Общее сопротивление тарелки

=356 Па

21. Высота жидкости в переливном устройстве

=0,066 м

22. Минимальное расстояние между тарелками, обеспечивающее гидрозатвор в сливном патрубке

=0,045 м

Выбираем H_мт =500

23. Вязкость газовой фазы

μ_пк = 1,46 ·10^-5 Па · с

μ_иг = 1,84 ·10^-5 Па · с [4, стр. 530, номогр. VI]

=1.647 · 10^-5 Па · с

24. Кинетические коэффициенты процесса :

=5651.9

D = 13.8 ·10^-6

[1, стр. 71, табл. 11-2]

=1,53 · 10^-6

=0,7535

=0,0195

=3445

=0,117

=6534,9

D = 1.8 ·10^-9

[1, стр. 71, табл. 11-2]

=555,6

=118560,8

=0,249

25. Рабочая площадь тарелки без учета площади двух переливов

=0,904 м²

26. Величина отношения рабочей площади тарелки к поперечному сечению колонны

=0,8

27. По справочным или расчетным данным в координатах y-x строится график равновесной зависимости y^p= f(x) , выражающей связь концентраций поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах, находящихся в равновесии. Здесь же наносится прямая рабочая линия процесса абсорбции, выражающая связь рабочих концентраций, по 2 точкам прямой [т.1 ( у _мн, х_мк), т.2 ( у_мк , Х_мн )] . Примечание: у, х - относительные, мольные концентрации.

;

l=255.5 ;

;

a=0.972 [1, стр. 604]

;

;